रोग के पाठ्यक्रम को बदलने से जोड़ में क्षरणकारी क्षति को धीमा करने की उनकी क्षमता होती है, जिससे श्लेष झिल्ली की सूजन पर नियंत्रण मिलता है। अधिकांश पुरानी एंटीह्यूमेटिक दवाओं की कार्रवाई का तंत्र अज्ञात रहता है।

1. मलेरिया रोधी औषधियाँ। हाइड्रोक्सीक्लोरोक्वीन और क्लोरोक्वीन सहित ये दवाएं कम शक्तिशाली एंटीह्यूमेटिक दवाएं हैं और अक्सर आरए की शुरुआती या हल्की अभिव्यक्तियों के इलाज के लिए एनएसएआईडी के साथ संयोजन में उपयोग की जाती हैं।

हाइड्रोक्सीक्लोरोक्वीन को अच्छी तरह से सहन किया जाता है, लेकिन इसका चिकित्सीय प्रभाव धीमी गति से शुरू होता है, जो कि अधिकांश पुरानी एंटीर्यूमेटिक दवाओं के लिए विशिष्ट है। मरीजों को उपचार के 3-6 महीने तक चिकित्सीय प्रभाव दिखाई नहीं दे सकता है। यदि कुल दैनिक खुराक 5.5 मिलीग्राम/किग्रा/दिन से अधिक नहीं है और कभी भी 400 मिलीग्राम/दिन से अधिक नहीं है, तो महत्वपूर्ण रेटिना विषाक्तता दुर्लभ है। हालांकि, सभी रोगियों को रेटिनोपैथी का समय पर पता लगाने के लिए वार्षिक नेत्र परीक्षण कराने की सलाह दी जाती है।

2. मेथोट्रेक्सेट। मेथोट्रेक्सेट फोलिक एसिड प्रतिपक्षी के समूह की एक दवा है। यह डीएनए संश्लेषण को बाधित करता है, लेकिन एंटीह्यूमेटिक प्रभाव दवा के अन्य सूजन-रोधी गुणों के कारण हो सकता है।

सक्रिय आरए वाले अधिकांश रोगियों के लिए, मेथोट्रेक्सेट अपनी सिद्ध और निरंतर प्रभावकारिता और मध्यम प्रबंधनीय विषाक्तता के साथ-साथ कुछ नई एंटीर्यूमेटिक दवाओं की तुलना में अधिक अनुकूल लागत/प्रभावीता अनुपात के कारण पहली पसंद की दवा है। आरए के लगभग 60% रोगियों में, मेथोट्रेक्सेट की प्रभावशीलता काफी अधिक थी, जो कि ईटनरसेप्ट जैसी नई दवाओं की प्रभावशीलता के बराबर थी।

मेथोट्रेक्सेट आमतौर पर 7.5 से 15 मिलीग्राम की खुराक में सप्ताह में एक बार मौखिक रूप से निर्धारित किया जाता है। चिकित्सीय प्रतिक्रिया के आधार पर खुराक को 4-6 सप्ताह के बाद 2.5-5 मिलीग्राम तक बढ़ाया जा सकता है। विषाक्तता के स्पष्ट लक्षणों की अनुपस्थिति में, यदि आवश्यक हो, तो दवा की खुराक प्रति सप्ताह 20-25 मिलीग्राम तक बढ़ाई जा सकती है। दवा की चिकित्सीय प्रतिक्रिया 4-12 सप्ताह के भीतर होती है। चिकित्सा की प्रभावशीलता के नैदानिक ​​​​संकेतकों में सुबह की कठोरता और सामान्य थकान में कमी, साथ ही सूजन और दर्दनाक जोड़ों की संख्या में कमी शामिल है। कई रोगियों में, यदि उपचार जल्दी शुरू कर दिया जाए, तो मेथोट्रेक्सेट मोनोथेरेपी से कम से कम 1 वर्ष तक लक्षणों पर नियंत्रण पाया जा सकता है।

मेथोट्रेक्सेट गुर्दे द्वारा उत्सर्जित होता है और 2.0-2.5 मिलीग्राम/डीएल से अधिक क्रिएटिनिन स्तर वाले रोगियों में इसे वर्जित किया जाता है। मेथोट्रेक्सेट उन रोगियों को नहीं दिया जाना चाहिए जो लीवर विषाक्तता के जोखिम के कारण शराब का दुरुपयोग करते हैं। सामान्य तौर पर, मेथोट्रेक्सेट लेने वाले रोगियों के लिए शराब का सेवन प्रति सप्ताह 1-2 बार एक गिलास वाइन के बराबर सीमित करना एक उचित निर्णय है। यकृत समारोह की नियमित निगरानी की सिफारिश की जाती है (पूर्ण रक्त गणना, एस्पार्टेट एमिनोट्रांस्फरेज़ और एलेनिन एमिनोट्रांस्फरेज़ का स्तर), हालांकि, यकृत फाइब्रोसिस यकृत एंजाइमों के सामान्य स्तर की पृष्ठभूमि के खिलाफ विकसित हो सकता है। फाइब्रोसिस के लक्षणों की निगरानी के लिए नियमित लिवर बायोप्सी की नियमित रूप से उन रोगियों में सिफारिश नहीं की जाती है जो एंटीर्यूमेटिक दवा के रूप में मेथोट्रेक्सेट की चिकित्सीय खुराक प्राप्त कर रहे हैं।

यदि मेथोट्रेक्सेट का निषेध किया जाता है, तो रोग की गंभीरता के आधार पर, प्राथमिक चिकित्सा के लिए वैकल्पिक दवाओं में सल्फासालजीन, हाइड्रोक्सीक्लोरोक्वीन, या यहां तक ​​कि एटैनरसेप्ट या एडालिमैटेब शामिल हैं।

मेथोट्रेक्सेट का उपयोग एंटी-टीएनएफ थेरेपी (एटनरसेप्ट, इन्फ्लिक्सिमैब या एडालिमुमैब) के साथ संयोजन में किया जा सकता है। वर्तमान अध्ययनों के नतीजे बताते हैं कि एंटी-टीएनएफ थेरेपी के साथ मेथोट्रेक्सेट का संयोजन किसी भी दवा के साथ मोनोथेरेपी की तुलना में अधिक प्रभावी है। हालाँकि, संयोजन चिकित्सा की दीर्घकालिक विषाक्तता वर्तमान में अज्ञात है (यानी, यह अज्ञात है कि लिंफोमा विकसित होने का खतरा बढ़ गया है या नहीं)। संयोजन चिकित्सा और मोनोथेरेपी की लागत/प्रभावशीलता अनुपात में अंतर के तुलनात्मक विश्लेषण के लिए आगे के अध्ययन की आवश्यकता है। सक्रिय संधिशोथ वाले रोगियों में, जो अकेले या मेथोट्रेक्सेट के संयोजन में, एंटी-टीएनएफ दवाओं के साथ मोनोथेरेपी का जवाब नहीं देते हैं, एनाकिनरा के साथ उपचार पर विचार किया जाना चाहिए (नीचे देखें)।

3. लेफ्लुनोमाइड। लेफ्लुनोमाइड एक पाइरीमिडीन संश्लेषण अवरोधक है जिसका नैदानिक ​​​​प्रोफ़ाइल मेथोट्रेक्सेट के समान है। यह सिद्ध हो चुका है कि दवा की चिकित्सीय प्रभावशीलता में मेथोट्रेक्सेट के प्रभाव के साथ स्पष्ट समानता है, जिसमें रेडियोलॉजिकल इरोसिव परिवर्तनों की गंभीरता में कमी भी शामिल है। मेथोट्रेक्सेट की तरह, लेफ्लुनोमाइड लीवर के लिए विषाक्त हो सकता है और रक्त में लीवर एंजाइम के स्तर को बढ़ा सकता है। दस्त में विकृत (तरल या गूदेदार) मल का स्राव होता है, जो ज्यादातर मामलों में दिन में 2-3 बार से अधिक मल त्याग में वृद्धि के साथ जुड़ा होता है।

उपचार के दौरान, प्लेटलेट स्तर (थ्रोम्बोसाइटोपेनिया को बाहर करने के लिए) और यकृत एंजाइम स्तर की नियमित निगरानी आवश्यक है।

4. सल्फासालजीन। हालाँकि यह दवा मूल रूप से एक सूजनरोधी एंटीर्यूमेटिक दवा के रूप में बनाई गई थी, -ए; बुध उपचार के लिए आवश्यक एक चिकित्सा दवा या वस्तु, उदाहरण के लिए, हेमोस्टैटिक एस (हाइड्रोजन पेरोक्साइड, टूर्निकेट)।

जठरांत्र संबंधी मार्ग पर विषाक्त प्रभाव के जोखिम को कम करने के लिए एंटिक-लेपित गोलियों में सल्फासालजीन लिखना बेहतर है। दवा की प्रारंभिक खुराक 500 मिलीग्राम/दिन है और बाद में इसे हर 1-2 महीने में बढ़ाया जाता है जब तक कि 2000 मिलीग्राम/दिन की पूर्ण चिकित्सीय खुराक तक नहीं पहुंच जाती। सल्फासालजीन का चिकित्सीय प्रभाव धीरे-धीरे विकसित होता है और नैदानिक ​​सुधार के लक्षण दिखने से पहले लगभग 3 महीने के उपचार की आवश्यकता होती है। सल्फासालजीन के साइड इफेक्ट्स में गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल संकट (जिसे एंटिक-कोटेड फॉर्मूलेशन से कम किया जा सकता है) और, दुर्लभ मामलों में, एग्रानुलोसाइटोसिस शामिल हैं। दवा के विषाक्त प्रभाव की निगरानी के लिए नियमित सामान्य रक्त परीक्षण आवश्यक हैं।

उद्धरण के लिए:बडोकिन वी.वी. ऑस्टियोआर्थराइटिस // ​​स्तन कैंसर के उपचार में विलंबित कार्रवाई वाली मुख्य लक्षण-संशोधित दवाएं। 2011. नंबर 12. पी. 725

ऑस्टियोआर्थराइटिस (ओए) अपक्षयी संयुक्त रोगों का मुख्य नोसोलॉजिकल रूप है। यह 65 वर्ष की आयु के 70% से अधिक रोगियों में होता है, और इससे भी अधिक बार इस बीमारी के रेडियोलॉजिकल लक्षण पाए जाते हैं। OA में रोग प्रक्रिया की कक्षा में मुख्य रूप से भार वहन करने वाले (घुटने और कूल्हे) जोड़ शामिल होते हैं और इससे रोगियों के जीवन की गुणवत्ता काफी खराब हो जाती है और विकलांगता हो जाती है, खासकर बुजुर्गों में। यह एक गंभीर सामाजिक-आर्थिक समस्या का प्रतिनिधित्व करता है, जो स्थायी विकलांगता के मुख्य कारणों में से एक है। ईयूएलएआर (2003) के अनुसार, घुटने के जोड़ों के पुराने ऑस्टियोआर्थराइटिस के कारण विकलांगता का जोखिम हृदय रोग से जुड़े जोखिम के बराबर है, और महिलाओं में विकलांगता के मुख्य कारणों में चौथे स्थान पर और पुरुषों में 8वें स्थान पर है। विशिष्ट रोगियों में ओए के दीर्घकालिक पूर्वानुमान की भविष्यवाणी करना मुश्किल है, जिसमें व्यक्तिगत नैदानिक ​​लक्षणों का कोर्स, रेडियोलॉजिकल (संरचनात्मक) परिवर्तनों की प्रगति और जीवन की गुणवत्ता में हानि शामिल है।

OA को एक बहुक्रियात्मक रोग माना जाता है, जिसके विकास में विभिन्न कारक (यांत्रिक, हार्मोनल, आनुवंशिक) शामिल होते हैं। व्यक्तिगत रोगियों में इस रोग के विकास, व्यक्तिगत अभिव्यक्तियाँ और परिणाम में इन कारकों का योगदान अत्यंत परिवर्तनशील है। यह सर्वविदित है कि हाथों के छोटे जोड़ों के गोनार्थ्रोसिस, कॉक्सार्थ्रोसिस और आर्थ्रोसिस में विभिन्न जोखिम कारक शामिल होते हैं। इसने कुछ लेखकों को OA को विभिन्न एटियलजि के संयुक्त रोगों के एक विषम समूह के रूप में मानने में सक्षम किया है, लेकिन समान जैविक, रूपात्मक और नैदानिक ​​​​संकेतों और समग्र परिणाम के साथ। ऑस्टियोआर्थराइटिस संयुक्त ऊतकों में एनाबॉलिक और कैटोबोलिक प्रक्रियाओं के बीच असंतुलन पर आधारित है, और मुख्य रूप से हाइलिन उपास्थि में - रोग संबंधी परिवर्तनों का मुख्य और प्राथमिक स्प्रिंगबोर्ड। यह रोग एक दीर्घकालिक, धीरे-धीरे प्रगतिशील पाठ्यक्रम की विशेषता है और हाइलिन उपास्थि की मात्रा में कमी की ओर जाता है, इसके पूर्ण नुकसान तक।
प्राथमिक ऑस्टियोआर्थराइटिस के रोगजनन को काफी हद तक समझ लिया गया है (विशेष रूप से, इसके विकास के आणविक तंत्र)। जोड़ों के दीर्घकालिक अधिभार को महत्वपूर्ण महत्व दिया जाता है, जिसमें उनका सूक्ष्म और स्थूल आघात भी शामिल है। इससे चोंड्रोब्लास्ट्स और चोंड्रोसाइट्स की गतिविधि में व्यवधान होता है, और फिर चोंड्रोसाइट्स द्वारा प्रोटीयोग्लाइकेन्स का अपर्याप्त संश्लेषण होता है, साथ ही ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स और प्रोटीयोग्लाइकन समुच्चय के गठन में मात्रात्मक और गुणात्मक व्यवधान होता है। दूसरी ओर, सबचॉन्ड्रल हड्डी में परिवर्तन देखे जाते हैं, इसका स्केलेरोसिस विकसित होता है, जिससे प्रभावित जोड़ पर भार और बढ़ जाता है। मैट्रिक्स प्रोटीनेस (कोलेजनेज, फॉस्फोलिपेज़ ए 2) का सक्रियण, प्रिनफ्लेमेटरी साइटोकिन्स (इंटरल्यूकिन -1 और ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर-α) की अधिकता, एंटी-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स की कमी, उदाहरण के लिए, विकास कारक-β और प्लास्मिनोजेन इनहिबिटर -1 को बदलना, जो रोकता है प्रभावित उपास्थि में उपचय प्रक्रियाएं। ऑस्टियोआर्थराइटिस के रोगजनक कैस्केड में एक निश्चित भूमिका सुपरऑक्साइड रेडिकल्स की है, जो सिनोवियोसाइट्स द्वारा हयालूरोनिक एसिड के संश्लेषण में कमी, साथ ही प्रोस्टाग्लैंडीन ई 2 का अधिक उत्पादन है, जो अन्य कारकों के साथ, संयुक्त ऊतकों में सूजन को बढ़ावा देता है, गतिविधि को उत्तेजित करता है। ऑस्टियोब्लास्ट का और उपास्थि के फ़ाइब्रोप्लास्टिक अध:पतन को प्रेरित करता है।
ऑस्टियोआर्थराइटिस (ओए) में पैथोलॉजिकल परिवर्तन संयुक्त ऊतक को होने वाली क्षति और इस क्षति की प्रतिक्रिया दोनों को दर्शाते हैं। यद्यपि सबसे स्पष्ट परिवर्तन आर्टिकुलर कार्टिलेज में होते हैं, सभी संयुक्त ऊतक और पेरीआर्टिकुलर नरम ऊतक रोग प्रक्रिया में शामिल होते हैं। हाइलिन कार्टिलेज के अध:पतन और मात्रा में कमी के अलावा, सिनोवियल झिल्ली की सूजन देखी जाती है, साथ ही सबचॉन्ड्रल स्केलेरोसिस के साथ हड्डी की रीमॉडलिंग, ऑस्टियोफाइट्स और सबचॉन्ड्रल सिस्ट का निर्माण, संयुक्त कैप्सूल के फाइब्रोसिस, मेनिस्कल डीजनरेशन और पेरीआर्टिकुलर मांसपेशी देखी जाती है। शोष इसके अलावा, स्नायुबंधन, एन्थेसिस और संवेदी तंत्रिकाएं रोग प्रक्रिया में शामिल होती हैं।
जोड़ बनाने वाली सभी संरचनाओं की भागीदारी, जिसे एक स्वतंत्र अंग माना जा सकता है, दर्द की घटना के लिए विभिन्न तंत्रों की ओर ले जाती है - जो इस बीमारी के प्रमुख लक्षणों में से एक है। इस प्रकार, सबचॉन्ड्रल हड्डी को नुकसान अंतर्गर्भाशयी उच्च रक्तचाप और माइक्रोफ्रैक्चर की घटना के माध्यम से दर्द के विकास में योगदान देता है, गठित ऑस्टियोफाइट्स संवेदी तंत्रिकाओं को आघात पहुंचाते हैं, और पेरीआर्टिकुलर मांसपेशियों को नुकसान उनकी ऐंठन के साथ होता है। हालाँकि, दर्द की उत्पत्ति में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका सूजन की होती है, जो OA के विकास और प्रगति में सबसे महत्वपूर्ण है।
सूजन की प्रक्रिया न केवल सिनोवियम में, बल्कि उपास्थि, हड्डी और पेरीआर्टिकुलर नरम ऊतकों में भी स्थानीयकृत होती है, जिसमें संयुक्त कैप्सूल, स्नायुबंधन और टेंडन शामिल होते हैं, जो क्रमशः सिनोवाइटिस, चोंड्राइटिस, ओस्टाइटिस और पेरीआर्थराइटिस के विकास के साथ होते हैं। ओए में घावों की बहुमुखी प्रकृति नैदानिक ​​​​अभ्यास में नई प्रौद्योगिकियों की शुरूआत के साथ और अधिक स्पष्ट हो गई है, विशेष रूप से चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई)। एमआरआई ओए के फेनोटाइप को परिभाषित करने, इस बीमारी में दर्द और संरचनात्मक परिवर्तनों के बीच संबंध को स्पष्ट करने, घाव के विषय की कल्पना करने और चिकित्सा के लिए लक्ष्यों की पहचान करने में मदद करता है। यह विधि न्यूनतम रेडियोलॉजिकल परिवर्तनों की उपस्थिति में या यहां तक ​​कि उनकी अनुपस्थिति में भी जोड़ के विभिन्न ऊतकों में रूपात्मक परिवर्तनों का पता लगाना संभव बनाती है। जबकि एमआरआई लक्षणों के नैदानिक ​​महत्व के बारे में बहुत कम जानकारी है, यह स्पष्ट है कि अस्थि मज्जा परिवर्तन ओए की रेडियोग्राफिक प्रगति की उच्च दर से जुड़े होते हैं, और दर्द सिनोवाइटिस और अस्थि मज्जा एडिमा (शायद अंतःस्रावी उच्च रक्तचाप) से संबंधित होता है।
इस बीमारी का उपचार जटिल है और इसमें गैर-औषधीय, फार्माकोलॉजिकल और नैदानिक ​​​​तरीके शामिल हैं। फार्माकोथेरेपी के तरीकों में गैर-ओपियोइड और ओपियोइड एनाल्जेसिक (पेरासिटामोल, ट्रामाडोल), प्रणालीगत गैर-स्टेरायडल विरोधी भड़काऊ दवाएं (एनएसएआईडी), स्थानीय चिकित्सा (कैप्साइसिन, एनएसएआईडी, डाइमेक्साइड), तथाकथित चोंड्रोप्रोटेक्टर्स (धीमी गति से काम करने वाली लक्षण-संशोधित दवाएं) शामिल हैं। ), इंट्रा-आर्टिकुलर इंजेक्शन (ग्लुकोकोर्टिकोइड्स, ड्रग्स हयालूरोनिक एसिड), प्रायोगिक थेरेपी (जैविक प्रतिक्रिया मॉड्यूलेटर, हड्डी के चयापचय को प्रभावित करने वाली दवाएं)।
लक्षण-संशोधित धीमी गति से काम करने वाली दवाओं में से, कार्टिलाजिनस अंतरकोशिकीय पदार्थ के प्राकृतिक घटक - ग्लूकोसामाइन और चोंड्रोइटिन सल्फेट, जो इस समूह की दवाओं में सबसे अधिक अध्ययन किए गए हैं और अधिक साक्ष्य-आधारित हैं, सर्वोपरि महत्व के हैं। उन्हें विशिष्ट एंटी-आर्थ्रोसिस दवाओं के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जो लक्षण-संशोधित कार्रवाई के धीमे विकास, एक स्पष्ट परिणाम की विशेषता रखते हैं, जब उपचार बंद करने के बाद प्रभाव 4-8 सप्ताह या उससे अधिक समय तक बना रहता है, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि उनमें क्षमता होती है। संरचनात्मक-संशोधित (चोंड्रोप्रोटेक्टिव) गुण। ) गुण। नतीजतन, ग्लूकोसामाइन और चोंड्रोइटिन सल्फेट न केवल इस बीमारी की मुख्य नैदानिक ​​​​अभिव्यक्तियों को सक्रिय रूप से प्रभावित करते हैं (अर्थात्, दर्द को दबाते हैं और प्रभावित जोड़ों के कार्य को सामान्य करते हैं, बल्कि ओए की प्रगति की दर को धीमा करते हैं, हाइलिन उपास्थि में संरचनात्मक परिवर्तनों को सामान्य या स्थिर करते हैं। , और अप्रभावित जोड़ में परिवर्तन को रोकें (तालिका 1)।
ग्लूकोसामाइन के पास सबसे ठोस साक्ष्य आधार है। यह एक मोनोसैकेराइड है और संयुक्त मैट्रिक्स और श्लेष द्रव में ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स का एक प्राकृतिक घटक है। ग्लूकोसामाइन का ऑस्टियोआर्थराइटिस उपास्थि पर एक विशिष्ट प्रभाव होता है और एक पूर्ण बाह्य मैट्रिक्स के चोंड्रोसाइट्स द्वारा संश्लेषण को उत्तेजित करता है, और सबसे ऊपर इसके सबसे महत्वपूर्ण घटक - प्रोटीयोग्लाइकेन्स और हाइलूरोनिक एसिड (तालिका 2)। यह मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनिस सहित उपास्थि में कैटोबोलिक एंजाइमों की गतिविधि को काफी कम कर देता है।
ग्लूकोसामाइन समुद्री मूल के चिटिन से संश्लेषित होता है और इसमें कई लवण होते हैं। चिकित्सा पद्धति में इसके दो लवणों का उपयोग किया जाता है - सल्फेट और हाइड्रोक्लोराइड। ग्लूकोसामाइन सल्फेट 456.46 के आणविक भार के साथ एक शुद्ध पदार्थ है और प्राकृतिक अमीनो मोनोसैकेराइड ग्लूकोसामाइन का सल्फेट व्युत्पन्न है। यह ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स और प्रोटीयोग्लाइकेन्स का एक सामान्य घटक है और ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन श्रृंखलाओं, एग्रेकेन और अन्य उपास्थि घटकों के संश्लेषण के लिए एक सब्सट्रेट है। जब मौखिक रूप से या पैरेन्टेरली लिया जाता है, तो यह आर्टिकुलर कार्टिलेज में जमा हो जाता है। यह जठरांत्र संबंधी मार्ग से तेजी से अवशोषण की विशेषता है। यकृत से पहली बार गुजरने के बाद पूर्ण जैवउपलब्धता 26% है। जब इंट्रामस्क्युलर रूप से प्रशासित किया जाता है, तो ग्लूकोसामाइन सल्फेट की सांद्रता आमतौर पर मौखिक रूप से लेने की तुलना में 5 गुना अधिक होती है।
एक व्यवस्थित कोक्रेन समीक्षा, जिसने ग्लूकोसामाइन की प्रभावशीलता और सहनशीलता पर सबसे महत्वपूर्ण अध्ययनों का विश्लेषण किया, ने इसके रोगसूचक प्रभाव के लिए उच्च रेटिंग दी। जोड़ों के दर्द की तीव्रता को कम करने, लेक्सेन इंडेक्स में सुधार के साथ-साथ थेरेपी का जवाब देने वाले रोगियों के प्रतिशत के मामले में ग्लूकोसामाइन की प्रभावशीलता प्लेसबो की तुलना में काफी अधिक है। साथ ही, WOMAC इंडेक्स स्केल पर दर्द को कम करने, कठोरता और प्रभावित घुटने के जोड़ों के कार्य में सुधार जैसे मापदंडों के संदर्भ में ग्लूकोसामाइन और प्लेसिबो की प्रभावशीलता के तुलनात्मक मूल्यांकन में कोई विश्वसनीय परिणाम प्राप्त नहीं हुए।
ग्लूकोसामाइन के बारे में बोलते हुए, हम दो ठोस अध्ययनों को नजरअंदाज नहीं कर सकते हैं जिनमें इस दवा का संरचना-संशोधित प्रभाव दर्ज किया गया था। इनमें से पहले अध्ययन में, 212 रोगियों को 3 साल तक नियमित रूप से ग्लूकोसामाइन सल्फेट या प्लेसिबो लेने के लिए यादृच्छिक किया गया था। ग्लूकोसामाइन सल्फेट लेने वाले मुख्य समूह में अध्ययन के अंत तक संयुक्त स्थान की चौड़ाई 0.12 मिमी बढ़ गई, और प्लेसीबो समूह में यह 0.24 मिमी कम हो गई। ये डेटा न केवल लक्षण-संशोधित करने का संकेत देते हैं, बल्कि इस दवा की संरचना-संशोधित प्रभावशीलता का भी संकेत देते हैं, अर्थात। OA की प्रगति की दर को सक्रिय रूप से प्रभावित करने की इसकी क्षमता। हालांकि, ग्लूकोसामाइन के साथ दीर्घकालिक उपचार वाले सभी मरीज़ रेडियोलॉजिकल प्रगति की दर में कमी हासिल करने में सक्षम नहीं थे। इस प्रकार, इस दवा के तीन साल के निरंतर उपयोग के बाद, 15% रोगियों में रोग की तीव्र प्रगति देखी गई, जबकि संयुक्त स्थान का संकुचन 0.5 मिमी से अधिक हो गया। OA के ऐसे आक्रामक पाठ्यक्रम के जोखिम कारकों की अभी तक पहचान नहीं की गई है। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि ग्लूकोसामाइन की चिकित्सीय गतिविधि केवल गोनार्थ्रोसिस वाले रोगियों में इंगित की जाती है, लेकिन कॉक्सार्थ्रोसिस में नहीं।
बाद में, ग्लूकोसामाइन का संरचना-संशोधित प्रभाव पावेल्का एट अल द्वारा प्राप्त किया गया था। . इन आंकड़ों की अप्रत्यक्ष रूप से उन रोगियों के दीर्घकालिक (औसतन 8 वर्ष) अवलोकन के परिणामों से पुष्टि की जाती है जिनका अवलोकन के पहले 3 वर्षों में ग्लूकोसामाइन के साथ इलाज किया गया था। अगले 5 वर्षों में, मुख्य समूह में 10.2% और नियंत्रण समूह में 14.5% रोगियों ने घुटने का प्रतिस्थापन कराया।
ग्लूकोसामाइन सल्फेट में अच्छी सहनशीलता प्रोफ़ाइल और उच्च सुरक्षा है। सभी अध्ययन प्रोटोकॉल और मेटा-विश्लेषणों में, प्लेसबो की तुलना में प्रतिकूल घटनाओं की संख्या या गंभीरता में कोई सांख्यिकीय या नैदानिक ​​​​रूप से महत्वपूर्ण अंतर नहीं थे। साथ ही, तुलनात्मक अध्ययनों से पता चला है कि ग्लूकोसामाइन की तुलना में एनएसएआईडी लेते समय प्रतिकूल घटनाओं का प्रसार अधिक होता है। यादृच्छिक नियंत्रित परीक्षणों के एक मेटा-विश्लेषण से पता चला कि सबसे आम दुष्प्रभाव गैस्ट्रोएंटेरोलॉजिकल हैं, जो आमतौर पर प्रकृति में हल्के होते हैं। दवा के प्रति असहिष्णुता के कारण उपचार रद्द करना पृथक मामलों में हुआ। बुजुर्ग मरीजों में हृदय संबंधी घटनाएं देखी गईं, लेकिन वे प्लेसबो प्राप्त करने वाले व्यक्तियों की तुलना में अधिक बार नहीं हुईं। ग्लूकोसामाइन सल्फेट ने इंसुलिन प्रतिरोध में वृद्धि नहीं की।
उपास्थि का एक अन्य संरचनात्मक एनालॉग, चोंड्रोइटिन सल्फेट, एक रोगसूचक धीमी गति से काम करने वाली दवा भी है। यह एक सल्फेटेड म्यूकोपॉलीसेकेराइड है और प्रोटीयोग्लाइकन कॉम्प्लेक्स का हिस्सा है जो चोंड्रोसाइट्स द्वारा संश्लेषित होते हैं। उपास्थि ऊतक के पूर्ण कार्य के लिए, 2 स्थितियों का होना आवश्यक है: 1) पर्याप्त संख्या में चोंड्रोसाइट्स और 2) उन्हें चयापचय रूप से सक्रिय होना चाहिए और पर्याप्त मात्रा में बाह्य मैट्रिक्स को संश्लेषित करना चाहिए। मैट्रिक्स में चोंड्रोइटिन सल्फेट होता है। कार्बोक्सिल और सल्फेट समूहों की उपस्थिति के कारण, ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स और, विशेष रूप से, चोंड्रोइटिन सल्फेट ने हाइड्रोफोबिसिटी का उच्चारण किया है, और यह बदले में, उपास्थि के सामान्य कामकाज और इसके लोचदार गुणों के संरक्षण में योगदान देता है। जब मौखिक रूप से लिया जाता है, तो यह श्लेष द्रव में उच्च सांद्रता में पाया जाता है। इसकी जैविक गतिविधि कई मायनों में ग्लाइकोसामाइन के समान है।
OA लक्षणों को संशोधित करने के लिए चोंड्रोइटिन सल्फेट के साक्ष्य का स्तर ग्लूकोसामाइन सल्फेट (IA) जितना ही उच्च है, जैसा कि 2003 EULAR दिशानिर्देशों में दर्शाया गया है। लीड बी.एफ. और अन्य। 7 नियंत्रित नैदानिक ​​​​परीक्षणों का मेटा-विश्लेषण किया गया, जिसमें बड़े जोड़ों (घुटनों और कूल्हों) को नुकसान पहुंचाने वाले 703 मरीज़ शामिल थे, जिनमें 372 मरीज़ों का चोंड्रोइटिन सल्फेट के साथ इलाज किया गया और 331 प्लेसबो ले रहे थे। चिकित्सा की अवधि 3 से 12 महीने तक थी, और दवा की खुराक - 800 से 2000 मिलीग्राम / दिन तक थी। वीएएस, लेक्सेन इंडेक्स और रोगियों के उपचार परिणामों के वैश्विक मूल्यांकन के अनुसार दर्द जैसे संकेतकों में चोंड्रोइटिन सल्फेट की प्रभावशीलता प्लेसबो की तुलना में काफी अधिक थी। इस समीक्षा में दवा की सहनशीलता की भी जांच की गई, जो अच्छी और प्लेसिबो के बराबर पाई गई। प्रतिकूल घटनाओं में पेट में दर्द (349 रोगियों में से 18 में), दस्त (7 में), कब्ज (2 में), त्वचा के लक्षण (4 में), पलकों की सूजन (1 में), निचले अंगों की सूजन (1 में) शामिल हैं। , खालित्य (1 में) और एक्सट्रैसिस्टोल (1 में)।
उएबेलहार्ट डी. एट अल. रोगसूचक घुटने के OA वाले 120 रोगियों में एक यादृच्छिक, डबल-ब्लाइंड, मल्टीसेंटर, प्लेसबो-नियंत्रित अध्ययन में 1 वर्ष से अधिक 3 महीने के लिए मौखिक चोंड्रोइटिन सल्फेट थेरेपी के दो पाठ्यक्रमों की प्रभावशीलता और सहनशीलता का मूल्यांकन किया गया। प्राथमिक प्रभावशीलता पर लेक्सेन एल्गो-फंक्शनल इंडेक्स का आकलन करके विचार किया गया था, और माध्यमिक प्रभावशीलता का मूल्यांकन वीएएस की गतिशीलता, एक निश्चित दूरी को कवर करने की गति, चिकित्सा की प्रभावशीलता का वैश्विक मूल्यांकन और पेरासिटामोल की आवश्यकता द्वारा किया गया था। संयुक्त स्थान की चौड़ाई का आकलन टिबियोफेमोरल जोड़ के मध्य भाग में किया गया था। उपचार के इरादे के विश्लेषण में 120 में से 110 मरीज़ शामिल थे। अवलोकन के अंत तक, मुख्य समूह में एल्गो-फ़ंक्शनल इंडेक्स में 36% और नियंत्रण समूह में 23% की कमी आई। आगे के विश्लेषण से पता चला कि चोंड्रोइटिन सल्फेट में न केवल एक महत्वपूर्ण लक्षण-संशोधित, बल्कि एक संरचना-संशोधित प्रभाव भी था। वर्ष के अंत तक, प्लेसबो लेने वाले रोगियों में संयुक्त स्थान में और कमी देखी गई, जो चोंड्रोइटिन थेरेपी के दौरान दर्ज नहीं की गई थी।
चोंड्रोइटिन सल्फेट का चोंड्रोप्रोटेक्टिव प्रभाव दवा के तथाकथित दुष्प्रभाव में भी व्यक्त किया जाता है, अर्थात। इस दवा से उपचार बंद करने के बाद OA लक्षणों में निरंतर कमी आती रही। लेखक इस बात पर जोर देते हैं कि इस दवा का संरचना-संशोधित प्रभाव प्रयोगात्मक और नैदानिक ​​​​अध्ययन दोनों में सिद्ध हुआ है, और चोंड्रोइटिन की सकारात्मक संपत्ति दीर्घकालिक उपयोग के साथ भी इसकी कम विषाक्तता है।
चोंड्रोप्रोटेक्टिव गतिविधि वाली संयोजन दवाओं में आर्थ्रा, कॉन्ड्रोनोवा और टेराफ्लेक्स शामिल हैं। थेराफ्लेक्स (बायर, जर्मनी) में 500 मिलीग्राम ग्लूकोसामाइन हाइड्रोक्लोराइड और 400 मिलीग्राम सोडियम चोंड्रोइटिन सल्फेट शामिल है। इसे पहले 3-4 सप्ताह के लिए दिन में 2 बार 2 कैप्सूल और फिर प्रति दिन 2 कैप्सूल निर्धारित किया जाता है। उपचार की अवधि आमतौर पर 6 महीने है।
थेराफ्लेक्स की चिकित्सीय गतिविधि कई नैदानिक ​​अध्ययनों में साबित हुई है। रूसी चिकित्सा विज्ञान अकादमी के रुमेटोलॉजी संस्थान में आयोजित एक खुले अध्ययन में, एल.आई. बेनेवोलेंस्काया एट अल ने गोनोरिया और कॉक्सार्थ्रोसिस वाले 50 रोगियों में टेराफ्लेक्स की प्रभावशीलता, सहनशीलता और सुरक्षा का अध्ययन किया। सभी रोगियों में दर्द, सुबह की कठोरता और मस्कुलोस्केलेटल प्रणाली की कार्यात्मक अपर्याप्तता के साथ-साथ एनएसएआईडी की आवश्यकता के साथ चिकित्सकीय रूप से गंभीर ऑस्टियोआर्थराइटिस था। अवलोकन की अवधि 6 महीने थी, और पहले 4 महीनों में, रोगियों ने 1200 मिलीग्राम इबुप्रोफेन के साथ 2 टेरा-फ्लेक्स कैप्सूल लिए। यदि सकारात्मक प्रभाव प्राप्त हुआ, तो इबुप्रोफेन की दैनिक आवश्यकता को तब तक कम करना संभव था जब तक कि इसे पूरी तरह से बंद न कर दिया जाए। 4 महीने की निरंतर चिकित्सा के अंत तक, थेराफ्लेक्स ने कुल WOMAC सूचकांक में महत्वपूर्ण कमी ला दी, जबकि जोड़ों के दर्द की तीव्रता, सुबह की कठोरता और प्रभावित जोड़ों की कार्यात्मक विफलता में महत्वपूर्ण सकारात्मक परिवर्तन हुआ। 50 में से 26 रोगियों में, इबुप्रोफेन की दैनिक आवश्यकता को कम करना संभव था। मरीजों के मुताबिक दूसरे महीने के अंत तक सुधार हो जाएगा। थेरेपी 77.8% मामलों में देखी गई और चौथे के अंत तक - 74.4% में, और डॉक्टर के आकलन के अनुसार - क्रमशः 88.6 और 83.7% में। दिलचस्प बात यह है कि उपचार बंद होने के बाद अगले 2 महीनों में थेराफ्लेक्स की चिकित्सीय प्रभावशीलता बनी रही। इस अध्ययन ने दवा की अच्छी सहनशीलता प्रदर्शित की। केवल 6 रोगियों में प्रतिकूल घटनाएं देखी गईं और ये मुख्य रूप से इबुप्रोफेन लेने से जुड़ी थीं। अलग-अलग मामलों में टेराफ्लेक्स के कारण पेट के ऊपरी हिस्से में दर्द होता है और मल रुक जाता है।
एक और 6 महीने के ओपन-लेबल, यादृच्छिक, बहुकेंद्रीय परीक्षण ने घुटने के नैदानिक ​​​​रूप से महत्वपूर्ण ऑस्टियोआर्थराइटिस और स्पोंडिलोसिस डिफॉर्मन्स वाले रोगियों में थेराफ्लेक्स की प्रभावशीलता का भी आकलन किया। सभी रोगियों में, वीएएस पैमाने पर चलने पर दर्द 40 मिमी से अधिक था, और रेडियोलॉजिकल चरण केलग्रेन और लॉरेंस के अनुसार चरण I-III के अनुरूप था। पहले (मुख्य) समूह के मरीजों ने टेराफ्लेक्स को डाइक्लोफेनाक के साथ लिया और दूसरे (नियंत्रण) समूह के मरीजों ने - केवल डाइक्लोफेनाक के साथ। 3 महीने के अंत तक. मुख्य समूह में, जोड़ों के दर्द की तीव्रता काफी कम हो गई और 6 महीने के अंत तक इसी स्तर पर बनी रही। इलाज। दूसरे समूह में, इस सूचक की सकारात्मक गतिशीलता भी देखी गई, हालांकि मुख्य समूह की तुलना में कुछ हद तक। WOMAC कार्यात्मक सूचकांक के लिए एक समान दिशा नोट की गई थी। 6 महीने के अंत तक. पहले समूह में उपचार, डॉक्टर के आकलन के अनुसार, 23.3% रोगियों में एक महत्वपूर्ण सुधार और 60% में सुधार दर्ज किया गया, और नियंत्रण समूह में - क्रमशः 16.7 और 40% में। इसी समय, डाइक्लोफेनाक लेने वाले 23% रोगियों में चिकित्सा की अप्रभावीता दर्ज की गई, और डाइक्लोफेनाक के साथ टेराफ्लेक्स लेने वाले रोगियों के समूह में केवल 3.3% दर्ज की गई। पिछले अध्ययन की तरह, थेराफ्लेक्स की अच्छी सहनशीलता देखी गई। मुख्य समूह में कुल 5 और नियंत्रण समूह में 8 प्रतिकूल घटनाओं की पहचान की गई। थेराफ्लेक्स लेते समय, सीने में जलन, ऊपरी पेट में दर्द और पेट फूलना देखा गया, जो हल्के थे और इस दवा के साथ उपचार बंद करने की आवश्यकता नहीं थी। एक मामले में, त्वचा पर चकत्ते के साथ एलर्जी की प्रतिक्रिया देखी गई।
नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ के तत्वावधान में संयुक्त राज्य अमेरिका में आयोजित मल्टीसेंटर, डबल-ब्लाइंड अध्ययन ग्लूकोसामिन/|चोंड्रोइटिन आर्थराइटिस इंटरवेंशन ट्रायल (जीएआईटी) बहुत दिलचस्प है। इस अध्ययन में घुटने के रोगसूचक OA वाले 1583 रोगियों को शामिल किया गया। सभी रोगियों को 5 समूहों में विभाजित किया गया था। अलग-अलग समूहों में, रोगियों ने या तो 1500 मिलीग्राम ग्लूकोसामाइन हाइड्रोक्लोराइड, या 1200 मिलीग्राम चोंड्रोइटिन सल्फेट, या ग्लूकोसामाइन और चोंड्रोइटिन का संयोजन, या 200 मिलीग्राम सेलेकॉक्सिब या प्लेसिबो लिया। थेरेपी की अवधि 24 सप्ताह थी. प्राथमिक परिणाम 24 सप्ताह तक घुटने के जोड़ों में WOMAC पैमाने पर दर्द की तीव्रता में 20% या उससे अधिक की कमी थी। इस अध्ययन के डिज़ाइन की अस्पष्टता और उन रोगियों के बड़े प्रतिशत के बावजूद, जिन्होंने प्लेसबो पर दर्द की तीव्रता में महत्वपूर्ण कमी का अनुभव किया, दिलचस्प डेटा प्राप्त हुए। ग्लूकोसामाइन और चोंड्रोइटिन के साथ संयोजन चिकित्सा प्राप्त करने वाले समूह में घुटने के जोड़ों में शुरू में गंभीर या तीव्र दर्द वाले मरीज़ सबसे अधिक थे और प्लेसबो समूह (क्रमशः 79 और 54.3%, पी = 0.002) की तुलना में सांख्यिकीय रूप से काफी अधिक थे। प्रतिकूल घटनाएँ दुर्लभ थीं, गंभीरता में मध्यम थीं, और व्यक्तिगत समूहों में लगभग समान रूप से घटित हुईं।
संयोजन चिकित्सा की व्यवहार्यता और इसके संरचना-संशोधित प्रभाव की पुष्टि चोंड्रोइटिन सल्फेट और ग्लूकोसामाइन हाइड्रोक्लोराइड के एक साथ उपयोग की प्रभावशीलता पर प्रयोगात्मक डेटा द्वारा की जाती है। OA के खरगोश मॉडल में संयोजन चिकित्सा ने चोंड्रोसाइट्स द्वारा ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स के उत्पादन में 96.6% की वृद्धि में योगदान दिया, और उपास्थि के संरचनात्मक एनालॉग्स के साथ मोनोथेरेपी की पृष्ठभूमि के खिलाफ - केवल 32% तक। ग्लाइकोसामाइन या चोंड्रोइटिन की तुलना में संयोजन चिकित्सा के साथ उपास्थि क्षति भी कम गंभीर थी। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि उपास्थि के संरचनात्मक एनालॉग्स में न केवल सामान्य, बल्कि दर्द और सूजन पर उनके प्रभाव के विशिष्ट तंत्र भी होते हैं। साथ ही, वे सहक्रियाशील होते हैं और, जब एक साथ उपयोग किए जाते हैं, तो एक-दूसरे के प्रभाव को पूरक और बढ़ाते हैं।
इस प्रकार, ओए वाले रोगियों में थेराफ्लेक्स का स्पष्ट लक्षण-संशोधित प्रभाव होता है, जो दर्द की तीव्रता में कमी और प्रभावित जोड़ों के कार्य में सुधार से प्रकट होता है। यह एनएसएआईडी की दैनिक आवश्यकता को भी कम करता है। इसके संरचना-संशोधित गुणों के प्रमाण के लिए, एक्स-रे और एमआरआई अध्ययनों के अनुसार संयुक्त स्थान की चौड़ाई के सावधानीपूर्वक विश्लेषण के साथ इस दवा के साथ दीर्घकालिक उपचार (कई महीनों या वर्षों तक) की आवश्यकता होती है। साथ ही ऐसी थेरेपी करने से पहले और बाद में आर्टिकुलर कार्टिलेज की मात्रा का निर्धारण करना।
वर्तमान में, उपास्थि के संरचनात्मक एनालॉग्स के प्रत्यक्ष चोंड्रोप्रोटेक्टिव प्रभाव का प्रश्न अस्पष्ट रूप से हल किया गया है। अधिक से अधिक शोधकर्ताओं की राय है कि तथाकथित चोंड्रोप्रोटेक्टिव दवाएं उपास्थि मैट्रिक्स के संश्लेषण को इतना उत्तेजित नहीं करती हैं, अर्थात। चोंड्रोसाइट्स द्वारा प्रोटीयोग्लाइकेन्स, ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स और हयालूरोनिक एसिड में एक विरोधी भड़काऊ प्रभाव होता है, जो दीर्घकालिक प्रशासन के साथ महसूस होता है। इस समस्या का एक सकारात्मक समाधान काफी हद तक अत्यधिक जानकारीपूर्ण तरीकों की कमी के कारण है जो उपास्थि ऊतक की सुरक्षा का पर्याप्त रूप से न्याय करना और ओए प्रगति के मानदंडों की आवश्यकताओं को पूरा करना संभव बनाता है। इस संबंध में, हिप ओए की प्रगति की विशेषताओं की पहचान करने के लिए ओए के लिए नैदानिक ​​मानदंडों और इस बीमारी से जुड़े कारकों के बीच अंतर करना प्रासंगिक लगता है जो घुटने के ओए से भिन्न हैं। क्लिनिकल, रेडियोलॉजिकल, आर्थ्रोसोनोग्राफिक और एमआरआई डेटा के बीच संबंधों को स्पष्ट करने के लिए इस बीमारी में और अधिक गहन अध्ययन करना कम जरूरी नहीं लगता है।

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जेनेटिक इंजीनियरिंग और ड्रग्स

पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी के आगमन से पहले, मानव प्रोटीन पर आधारित कई दवाओं का उत्पादन केवल कम मात्रा में किया जा सकता था, उनका उत्पादन बहुत महंगा था, और जैविक क्रिया के तंत्र को कभी-कभी कम समझा जाता था। नई तकनीक की मदद से, ऐसी दवाओं की पूरी श्रृंखला उनके प्रभावी परीक्षण और नैदानिक ​​​​उपयोग दोनों के लिए पर्याप्त मात्रा में प्राप्त की जाती है। आज तक, विभिन्न मानव प्रोटीनों के 400 से अधिक जीन क्लोन किए गए हैं (ज्यादातर सीडीएनए के रूप में) जो दवाएं बन सकते हैं। इनमें से अधिकांश जीन पहले से ही मेजबान कोशिकाओं में व्यक्त किए गए हैं, और उनके उत्पादों का उपयोग अब विभिन्न मानव रोगों के इलाज के लिए किया जाता है। हमेशा की तरह, उनका पहले जानवरों पर परीक्षण किया जाता है और फिर कठोर नैदानिक ​​​​परीक्षणों से गुजरना पड़ता है। मानव प्रोटीन पर आधारित दवाओं के वैश्विक बाजार की वार्षिक मात्रा लगभग 150 बिलियन डॉलर है और यह लगातार बढ़ रही है। पुनः संयोजक प्रोटीन पर आधारित दवाओं का वैश्विक बाजार प्रति वर्ष 12-14% की दर से बढ़ रहा है और 2000 में यह लगभग 20 बिलियन डॉलर का हो गया।

दूसरी ओर, चिकित्सीय एजेंटों के रूप में विशिष्ट एंटीबॉडी का उपयोग आशाजनक है। इनका उपयोग विषाक्त पदार्थों को बेअसर करने, बैक्टीरिया, वायरस से लड़ने और कैंसर के इलाज के लिए किया जाता है। एंटीबॉडी या तो "अपराधी" - एक विदेशी एजेंट को निष्क्रिय कर देती है, या एक विशिष्ट लक्ष्य कोशिका को नष्ट कर देती है। उनकी आशाजनक क्षमता के बावजूद, बीमारी को रोकने या इलाज करने के लिए एंटीबॉडी का अभी भी शायद ही कभी उपयोग किया जाता है। यह केवल पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी के विकास और मोनोक्लोनल एंटीबॉडी के उत्पादन के तरीकों के विकास और इम्युनोग्लोबुलिन की आणविक संरचना और कार्य को समझने के साथ ही था कि विभिन्न रोगों के उपचार के लिए विशिष्ट एंटीबॉडी के उपयोग में व्यावसायिक रुचि फिर से पैदा हुई।

कई मानव रोगों की रोकथाम और उपचार के लिए नए तरीकों के विकास ने 20वीं सदी में मानव कल्याण के विकास में बहुत बड़ा योगदान दिया। हालाँकि, इस प्रक्रिया को पूर्ण नहीं माना जा सकता। तथाकथित "पुरानी" बीमारियाँ, उदाहरण के लिए, मलेरिया, तपेदिक, आदि, जैसे ही निवारक उपाय कमजोर हो जाते हैं या प्रतिरोधी तनाव प्रकट होते हैं, फिर से खुद को महसूस कर सकते हैं। इस संबंध में एक विशिष्ट स्थिति यूक्रेन और रूस में है।

एंटीबायोटिक्स में कम आणविक भार वाले पदार्थ शामिल होते हैं जो रासायनिक संरचना में भिन्न होते हैं। इन यौगिकों में जो समानता है वह यह है कि, सूक्ष्मजीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि के उत्पाद होने के कारण, वे विशेष रूप से नगण्य सांद्रता में अन्य सूक्ष्मजीवों के विकास को बाधित करते हैं।

अधिकांश एंटीबायोटिक्स द्वितीयक मेटाबोलाइट्स हैं। उन्हें, विषाक्त पदार्थों और एल्कलॉइड की तरह, सूक्ष्मजीवों की वृद्धि और विकास को सुनिश्चित करने के लिए कड़ाई से आवश्यक पदार्थों के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जा सकता है। इस आधार पर, द्वितीयक मेटाबोलाइट्स प्राथमिक मेटाबोलाइट्स से भिन्न होते हैं, जिनकी उपस्थिति में सूक्ष्मजीव की मृत्यु होती है।

एंटीबायोटिक दवाओं का जैवसंश्लेषण, अन्य माध्यमिक मेटाबोलाइट्स की तरह, आमतौर पर उन कोशिकाओं में होता है जिन्होंने बढ़ना बंद कर दिया है (इडियोफ़ेज़)। उत्पादक कोशिकाओं की महत्वपूर्ण गतिविधि सुनिश्चित करने में उनकी जैविक भूमिका का पूरी तरह से पता नहीं लगाया गया है। एंटीबायोटिक दवाओं के सूक्ष्मजीवविज्ञानी उत्पादन के क्षेत्र में जैव प्रौद्योगिकी की संभावनाओं का अध्ययन करने वाले विशेषज्ञों का मानना ​​है कि प्रतिकूल परिस्थितियों में वे प्रतिस्पर्धी सूक्ष्मजीवों के विकास को दबा देते हैं, जिससे एक विशेष एंटीबायोटिक का उत्पादन करने वाले सूक्ष्म जीव के अस्तित्व के लिए अधिक अनुकूल परिस्थितियां उपलब्ध होती हैं। माइक्रोबियल कोशिका के जीवन में एंटीबायोटिक निर्माण की प्रक्रिया के महत्व की पुष्टि इस तथ्य से होती है कि स्ट्रेप्टोमाइसेट्स में, जीनोमिक डीएनए का लगभग 1% एंटीबायोटिक दवाओं के जैवसंश्लेषण के लिए एंजाइम एन्कोडिंग करने वाले जीन द्वारा होता है, जिसे व्यक्त नहीं किया जा सकता है। लंबे समय तक। ज्ञात एंटीबायोटिक दवाओं के निर्माता मुख्य रूप से फिलामेंटस कवक के छह जेनेरा, एक्टिनोमाइसेट्स के तीन जेनेरा (लगभग 4000 विभिन्न एंटीबायोटिक्स) और सच्चे बैक्टीरिया के दो जेनेरा (लगभग 500 एंटीबायोटिक्स) हैं। फिलामेंटस कवक के बीच, जेनेरा सेफलोस्पोरियम और पेनिसिलियम के मोल्ड कवक पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए, जो तथाकथित बीटा-लैक्टम एंटीबायोटिक दवाओं - पेनिसिलिन और सेफलोस्पोरिन के उत्पादक हैं। अधिकांश एक्टिनोमाइसेट्स जो टेट्रासाइक्लिन सहित एंटीबायोटिक पदार्थों को संश्लेषित करते हैं, जीनस स्ट्रेप्टोमाइसेस से संबंधित हैं।

ज्ञात 5000-6000 प्राकृतिक एंटीबायोटिक पदार्थों में से, केवल 1000 उपभोक्ताओं को बिक्री के लिए उत्पादित किए जाते हैं। उस समय जब पेनिसिलिन के जीवाणुरोधी प्रभाव और एक दवा के रूप में इसके उपयोग की संभावना स्थापित की गई थी (एच.डब्ल्यू. फ्लोरी, ई.बी. चेन एट अल।, 1941), प्रयोगशाला मोल्ड स्ट्रेन की उत्पादकता - 2 मिलीग्राम दवा प्रति 1 लीटर कल्चर तरल - एंटीबायोटिक के औद्योगिक उत्पादन के लिए स्पष्ट रूप से अपर्याप्त थी। एक्स-रे और पराबैंगनी विकिरण जैसे उत्परिवर्तजनों के लिए पेनिसिलियम क्रिसोजेनम के मूल तनाव के बार-बार व्यवस्थित प्रदर्शन, सहज उत्परिवर्तन और सर्वोत्तम उत्पादकों के चयन के साथ नाइट्रोजन सरसों, कवक की उत्पादकता को 10,000 गुना बढ़ाने और एकाग्रता में वृद्धि करने में कामयाब रहे। कल्चर द्रव में पेनिसिलिन की मात्रा 2% तक।

यादृच्छिक उत्परिवर्तन के आधार पर एंटीबायोटिक-उत्पादक उपभेदों की दक्षता बढ़ाने की विधि, जो भारी श्रम लागत के बावजूद शास्त्रीय हो गई है, आज भी उपयोग की जाती है। यह स्थिति इस तथ्य का परिणाम है कि एक एंटीबायोटिक, प्रोटीन के विपरीत, एक विशिष्ट जीन का उत्पाद नहीं है; एंटीबायोटिक जैवसंश्लेषण 10-30 विभिन्न एंजाइमों की संयुक्त क्रिया के परिणामस्वरूप होता है, जो विभिन्न जीनों की संगत संख्या द्वारा एन्कोड किया जाता है। इसके अलावा, कई एंटीबायोटिक दवाओं के लिए, जिनका सूक्ष्मजीवविज्ञानी उत्पादन स्थापित किया गया है, उनके जैवसंश्लेषण के आणविक तंत्र का अभी तक अध्ययन नहीं किया गया है। एंटीबायोटिक जैवसंश्लेषण में अंतर्निहित पॉलीजेनिक तंत्र ही वह कारण है जिसके कारण व्यक्तिगत जीन में परिवर्तन से सफलता नहीं मिलती है। उत्परिवर्ती की उत्पादकता का विश्लेषण करने के लिए नियमित तकनीकों का स्वचालन हजारों कामकाजी उपभेदों का अध्ययन करना संभव बनाता है और इस प्रकार शास्त्रीय आनुवंशिक तकनीकों का उपयोग करते समय चयन प्रक्रिया को गति देता है।

नई जैव प्रौद्योगिकी, जो एंटीबायोटिक दवाओं के सुपर-उत्पादक उपभेदों के उपयोग पर आधारित है, में संश्लेषित एंटीबायोटिक से निर्माता की सुरक्षा के तंत्र में सुधार करना शामिल है।

संस्कृति माध्यम में एंटीबायोटिक दवाओं की उच्च सांद्रता के प्रति प्रतिरोधी उपभेद उच्च उत्पादकता प्रदर्शित करते हैं। सुपरप्रोड्यूसर कोशिकाओं को डिजाइन करते समय इस संपत्ति को भी ध्यान में रखा जाता है। 1920 के दशक के उत्तरार्ध में पेनिसिलिन की खोज के बाद से, 6,000 से अधिक एंटीबायोटिक दवाओं को अलग-अलग सूक्ष्मजीवों से अलग-अलग विशिष्टताओं और कार्रवाई के विभिन्न तंत्रों के साथ अलग किया गया है। संक्रामक रोगों के इलाज के लिए उनके व्यापक उपयोग ने लाखों लोगों की जान बचाने में मदद की है। अधिकांश प्रमुख एंटीबायोटिक दवाओं को ग्राम-पॉजिटिव मिट्टी के जीवाणु स्ट्रेप्टोमाइसेस से अलग किया गया है, हालांकि वे कवक और अन्य ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया द्वारा भी उत्पादित होते हैं। हर साल, दुनिया भर में 100,000 टन एंटीबायोटिक्स का उत्पादन होता है, जिसका मूल्य लगभग S बिलियन है, जिसमें 100 मिलियन डॉलर से अधिक एंटीबायोटिक्स शामिल हैं, जिन्हें पशुओं के चारे में एडिटिव्स या विकास बढ़ाने वाले के रूप में जोड़ा जाता है।

यह अनुमान लगाया गया है कि वैज्ञानिक हर साल 100 से 200 नए एंटीबायोटिक्स खोजते हैं, मुख्य रूप से व्यापक अनुसंधान कार्यक्रमों के माध्यम से हजारों विभिन्न सूक्ष्मजीवों के बीच उन सूक्ष्मजीवों की खोज करते हैं जो अद्वितीय एंटीबायोटिक्स का संश्लेषण करते हैं। नई दवाओं का उत्पादन और नैदानिक ​​परीक्षण बहुत महंगा है, और केवल उन्हीं दवाओं का विपणन किया जाता है जिनका चिकित्सीय महत्व बहुत अच्छा है और जो आर्थिक हित में हैं। वे सभी ज्ञात एंटीबायोटिक्स का 1-2% बनाते हैं। रीकॉम्बिनेंट डीएनए तकनीक का यहां बहुत प्रभाव है। सबसे पहले, इसका उपयोग एक अद्वितीय संरचना के साथ नए एंटीबायोटिक्स बनाने के लिए किया जा सकता है जो कुछ सूक्ष्मजीवों पर अधिक शक्तिशाली प्रभाव डालते हैं और न्यूनतम दुष्प्रभाव होते हैं। दूसरे, जेनेटिक इंजीनियरिंग दृष्टिकोण का उपयोग एंटीबायोटिक दवाओं की पैदावार बढ़ाने और तदनुसार, उनके उत्पादन की लागत को कम करने के लिए किया जा सकता है।

क्लिनिकल जैव प्रौद्योगिकी की उत्पत्ति 40 के दशक में पेनिसिलिन के औद्योगिक उत्पादन की शुरुआत से मानी जा सकती है। और चिकित्सा में इसका उपयोग। जाहिरा तौर पर, इस पहले प्राकृतिक पेनिसिलिन के उपयोग ने किसी भी अन्य दवा की तुलना में रुग्णता और मृत्यु दर को कम करने पर अधिक प्रभाव डाला, लेकिन दूसरी ओर, इसने कई नई समस्याएं खड़ी कीं जिन्हें जैव प्रौद्योगिकी की मदद से फिर से हल किया गया।

सबसे पहले, पेनिसिलिन के सफल उपयोग ने इस दवा की एक बड़ी आवश्यकता पैदा की, और इसे पूरा करने के लिए इसके उत्पादन के दौरान पेनिसिलिन की उपज में तेजी से वृद्धि करना आवश्यक था। दूसरे, पहला पेनिसिलिन - सी (बेंज़िलपेनिसिलिन) - मुख्य रूप से ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया (उदाहरण के लिए, स्ट्रेप्टोकोकी और स्टैफिलोकोकी) पर काम करता था, और कार्रवाई और/या गतिविधि के व्यापक स्पेक्ट्रम के साथ एंटीबायोटिक्स प्राप्त करना आवश्यक था जो ग्राम-नेगेटिव को भी प्रभावित करते थे। ई. कोली और स्यूडोमोनास जैसे बैक्टीरिया। तीसरा, चूंकि एंटीबायोटिक्स से एलर्जी प्रतिक्रियाएं होती हैं (अक्सर मामूली, जैसे कि त्वचा पर चकत्ते, लेकिन कभी-कभी अधिक गंभीर, एनाफिलेक्सिस की जीवन-घातक अभिव्यक्तियाँ), जीवाणुरोधी एजेंटों की एक श्रृंखला होना आवश्यक था ताकि कोई भी समान रूप से प्रभावी दवाओं में से चुन सके। जिससे मरीज को एलर्जी नहीं होगी। चौथा, पेनिसिलिन पेट के अम्लीय वातावरण में अस्थिर है और इसे मौखिक रूप से नहीं दिया जा सकता है। अंततः, कई बैक्टीरिया एंटीबायोटिक दवाओं के प्रति प्रतिरोधी हो जाते हैं। इसका एक उत्कृष्ट उदाहरण स्टेफिलोकोसी द्वारा एंजाइम पेनिसिलिनेज (अधिक सही ढंग से, बीटा-लैक्टामेज) का निर्माण है, जो फार्माकोलॉजिकल रूप से निष्क्रिय पेनिसिलिक एसिड बनाने के लिए पेनिसिलिन के बीटा-लैक्टम रिंग में एमाइड बॉन्ड को हाइड्रोलाइज करता है। इसके उत्पादन के दौरान पेनिसिलिन की उपज में वृद्धि करना मुख्य रूप से पेनिसिलियम क्राइसोजेनम के मूल तनाव के उत्परिवर्ती की एक श्रृंखला के अनुक्रमिक उपयोग के साथ-साथ बढ़ती परिस्थितियों को बदलने के कारण संभव था।

एक एंटीबायोटिक के जैवसंश्लेषण की प्रक्रिया में दर्जनों एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाएं शामिल हो सकती हैं, इसलिए इसके जैवसंश्लेषण के लिए सभी जीनों की क्लोनिंग करना कोई आसान काम नहीं है। ऐसे जीनों के एक पूरे सेट को अलग करने का एक तरीका एक या अधिक उत्परिवर्ती उपभेदों को बदलने पर आधारित है जो जंगली प्रकार के तनाव के क्रोमोसोमल डीएनए से बनाए गए क्लोन बैंक के साथ दिए गए एंटीबायोटिक को संश्लेषित करने में असमर्थ हैं। क्लोन बैंक को उत्परिवर्ती कोशिकाओं में पेश करने के बाद, एंटीबायोटिक को संश्लेषित करने में सक्षम ट्रांसफॉर्मेंट्स का चयन किया जाता है। फिर, कार्यात्मक अभिव्यंजक एंटीबायोटिक जीन वाले क्लोन के प्लास्मिड डीएनए (यानी, वह जीन जो उत्परिवर्ती तनाव द्वारा खोए गए कार्य को पुनर्स्थापित करता है) को अलग किया जाता है और जंगली प्रकार के तनाव के क्रोमोसोमल डीएनए क्लोन के दूसरे बैंक की स्क्रीनिंग के लिए जांच के रूप में उपयोग किया जाता है। , जिसमें से न्यूक्लियोटाइड युक्त क्लोन का चयन किया जाता है। अनुक्रम जो जांच अनुक्रम के साथ ओवरलैप होते हैं। इस तरह, पूरक अनुक्रम से सटे डीएनए तत्वों की पहचान की जाती है और फिर क्लोन किया जाता है, और एंटीबायोटिक जैवसंश्लेषण जीन का पूरा समूह फिर से बनाया जाता है। वर्णित प्रक्रिया उस मामले पर लागू होती है जब इन जीनों को क्रोमोसोमल डीएनए की एक साइट में समूहीकृत किया जाता है। यदि जैवसंश्लेषण जीन विभिन्न स्थानों पर छोटे समूहों के रूप में बिखरे हुए हैं, तो डीएनए क्लोन प्राप्त करने के लिए आपके पास प्रति क्लस्टर कम से कम एक उत्परिवर्ती होना आवश्यक है जिसके साथ आप समूहों के शेष जीन की पहचान कर सकते हैं।

आनुवंशिक या जैव रासायनिक प्रयोगों का उपयोग करके, एक या अधिक प्रमुख जैवसंश्लेषक एंजाइमों की पहचान करना और फिर उन्हें अलग करना, उनके एन-टर्मिनल अमीनो एसिड अनुक्रम निर्धारित करना और, इन आंकड़ों के आधार पर, ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड जांच को संश्लेषित करना संभव है। इस दृष्टिकोण का उपयोग पेनिसिलियम क्राइसोजेनम से आइसोपेनिसिलिन एन सिंथेटेज़ जीन को अलग करने के लिए किया गया था। यह एंजाइम 5-(1_-ए-एमिनोएडिपिलएन-सिस्टीनिल-पी-वेलिन के ऑक्सीडेटिव संघनन को आइसोपेनिसिलिन एन में उत्प्रेरित करता है, जो पेनिसिलिन, सेफलोस्पोरिन के जैवसंश्लेषण में एक प्रमुख मध्यवर्ती है) और सेफैमाइसिन।

पहले से ज्ञात एंटीबायोटिक दवाओं के जैवसंश्लेषण में शामिल जीन के साथ आनुवंशिक इंजीनियरिंग हेरफेर करके अद्वितीय गुणों और विशिष्टता वाले नए एंटीबायोटिक प्राप्त किए जा सकते हैं। पहले प्रयोगों में से एक जिसमें एक नया एंटीबायोटिक प्राप्त किया गया था, उसमें एक सूक्ष्मजीव में एंटीबायोटिक जैवसंश्लेषण के दो अलग-अलग मार्गों का संयोजन शामिल था।

स्ट्रेप्टोमाइसेस प्लास्मिड में से एक, पीएलजे2303, जिसमें एस. कोइलिकोइर क्रोमोसोमल डीएनए का 32.5 केबी टुकड़ा होता है, में एसीटेट से आइसोक्रोमैनक्विनोन एंटीबायोटिक परिवार के एक सदस्य, एंटीबायोटिक एक्टिनोरोडाइन के जैवसंश्लेषण के लिए जिम्मेदार एंजाइमों के सभी जीन शामिल होते हैं। पूरे प्लास्मिड और 32.5 केबी टुकड़े के कुछ हिस्सों (उदाहरण के लिए, पीएलजे 2315) को ले जाने वाले विभिन्न उपक्लोनों को या तो स्ट्रेप्टोमाइसेस एसपीटी के एएम-7161 स्ट्रेन में पेश किया गया था, जो संबंधित एंटीबायोटिक मेडर्मिसिन को संश्लेषित करता है, या एस के बी1140 या टीयू22 स्ट्रेन में पेश किया गया था। .वायलेसोरुबर, संबंधित एंटीबायोटिक्स ग्रैनेटीसिन और डायहाइड्रोग्रानेटीसिन का संश्लेषण करता है।

ये सभी एंटीबायोटिक्स एसिड-बेस संकेतक हैं, जो बढ़ती फसल को एक विशिष्ट रंग देते हैं जो पर्यावरण के पीएच पर निर्भर करता है। बदले में, माध्यम का पीएच (और रंग) इस बात पर निर्भर करता है कि किस यौगिक को संश्लेषित किया जा रहा है। एस. कोएलिकोइर के पैतृक तनाव के उत्परिवर्ती जो एक्टिनोरोडिन को संश्लेषित करने में असमर्थ हैं, रंगहीन हैं। स्ट्रेन AM-7161 स्ट्रेप्टोमाइसेस एसपी के परिवर्तन के बाद रंग की उपस्थिति। या स्ट्रेन B1J40 या Tu22 S.violaceoruber प्लास्मिड एक्टिनोरोडिन बायोसिंथेसिस के सभी या कई जीन एन्कोडिंग एंजाइमों को ले जाता है, जो स्ट्रेन AM-7161 स्ट्रेप्टोमाइसेस एसपी के एक नए एंटीबायोटिक ट्रांसफॉर्मेंट्स के संश्लेषण को इंगित करता है। और स्ट्रेन-6 1140 S.violaceoruber, जिसमें प्लास्मिड pM2303 होता है, प्लास्मिड और क्रोमोसोमल डीएनए दोनों द्वारा एन्कोड किए गए एंटीबायोटिक्स को संश्लेषित करता है।

हालाँकि, जब S.violaceoruber स्ट्रेन Tu22 को प्लास्मिड plJ2303 के साथ एक्टिनोरोडाइन के साथ रूपांतरित किया जाता है, तो एक नया एंटीबायोटिक संश्लेषित होता है - डायहाइड्रोग्रानैथ्रोडिन, और जब स्ट्रेन AM-7161 स्ट्रेप्टोमाइसेस sp. रूपांतरित होता है। प्लास्मिड plJ2315 एक और नए एंटीबायोटिक - मेडेरोडाइन ए को संश्लेषित करता है।

संरचनात्मक रूप से, ये नए एंटीबायोटिक्स एक्टिनोरहोडिन, मेडर्मिसिन, ग्रैनैटिसिन और हाइड्रोग्रैनेटिकिन से बहुत अलग नहीं हैं और संभवतः तब बनते हैं जब एक बायोसिंथेटिक मार्ग का मध्यवर्ती दूसरे में एक एंजाइम के लिए सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है। जब एंटीबायोटिक जैवसंश्लेषण के विभिन्न मार्गों के जैव रासायनिक गुणों का विस्तार से अध्ययन किया जाता है, तो संबंधित एंजाइमों को एन्कोड करने वाले जीन में हेरफेर करके नए, अद्वितीय, अत्यधिक विशिष्ट एंटीबायोटिक बनाना संभव होगा।

शब्द "पॉलीकेटाइड" एंटीबायोटिक दवाओं के एक वर्ग को संदर्भित करता है जो एसीटेट, प्रोपियोनेट और ब्यूटायरेट जैसे कार्बोक्जिलिक एसिड के अनुक्रमिक एंजाइमी संघनन के परिणामस्वरूप बनता है। कुछ पॉलीकेटाइड एंटीबायोटिक्स पौधों और कवक द्वारा संश्लेषित होते हैं, लेकिन उनमें से अधिकांश द्वितीयक मेटाबोलाइट्स के रूप में एक्टिनोमाइसेट्स द्वारा उत्पादित होते हैं। पॉलीकेटाइड एंटीबायोटिक दवाओं के जैवसंश्लेषण के लिए जीन एन्कोडिंग एंजाइमों में हेरफेर करने से पहले, इन एंजाइमों की क्रिया के तंत्र को स्पष्ट करना आवश्यक था।

सैकरोपोलिसपोरा एरिथ्रिया कोशिकाओं में एरिथ्रोमाइसिन जैवसंश्लेषण के आनुवंशिक और जैव रासायनिक घटकों का विस्तार से अध्ययन करने के बाद, इस एंटीबायोटिक के जैवसंश्लेषण से जुड़े जीन में विशिष्ट परिवर्तन करना और अन्य गुणों के साथ एरिथ्रोमाइसिन डेरिवेटिव को संश्लेषित करना संभव था। सबसे पहले, S.erythraea डीएनए टुकड़े की प्राथमिक संरचना निर्धारित की गई थी! एरिथ्रोमाइसिन पॉलीकेटाइड सिंथेज़ युक्त 56 केबी को फिर दो अलग-अलग तरीकों से संशोधित किया गया। ऐसा करने के लिए, 1) बीटा-केटोरडक्टेस को एन्कोड करने वाले डीएनए अनुभाग को हटा दिया गया था, या 2) एनॉयल रिडक्टेस को एन्कोड करने वाले डीएनए अनुभाग में एक बदलाव किया गया था। इन प्रयोगों ने प्रयोगात्मक रूप से यह दिखाना संभव बना दिया कि यदि एक निश्चित पॉलीकेटाइड एंटीबायोटिक के जैवसंश्लेषण के लिए एंजाइमों को एन्कोडिंग करने वाले जीन के समूह की पहचान और विशेषता की जाती है, तो उनमें विशिष्ट परिवर्तन पेश करके, एंटीबायोटिक की संरचना को विशेष रूप से बदलना संभव होगा।

इसके अलावा, डीएनए के कुछ हिस्सों को काटकर और जोड़कर, पॉलीकेटाइड सिंथेज़ डोमेन को स्थानांतरित करना और नए पॉलीकेटाइड एंटीबायोटिक्स प्राप्त करना संभव है।

जेनेटिक इंजीनियरिंग की मदद से न केवल नए एंटीबायोटिक्स बनाना संभव है, बल्कि पहले से ज्ञात एंटीबायोटिक्स के संश्लेषण की दक्षता भी बढ़ाना संभव है। एंटीबायोटिक दवाओं के औद्योगिक उत्पादन में सीमित कारक स्ट्रेप्टोमाइसेस एसपीपी है। अक्सर कोशिकाओं को उपलब्ध ऑक्सीजन की मात्रा। पानी में ऑक्सीजन की खराब घुलनशीलता और स्ट्रेप्टोमाइसेस कल्चर के उच्च घनत्व के कारण, यह अक्सर अपर्याप्त होता है, कोशिका वृद्धि धीमी हो जाती है, और एंटीबायोटिक की उपज कम हो जाती है। इस समस्या को हल करने के लिए, सबसे पहले, उन बायोरिएक्टरों के डिज़ाइन को बदलना संभव है जिनमें स्ट्रेप्टोमाइसेस संस्कृति उगाई जाती है, और दूसरी बात, आनुवंशिक इंजीनियरिंग विधियों का उपयोग करके, स्ट्रेप्टोमाइसेस उपभेदों का निर्माण करना जो उपलब्ध ऑक्सीजन का अधिक कुशलता से उपयोग करते हैं। ये दोनों दृष्टिकोण परस्पर अनन्य नहीं हैं।

ऑक्सीजन की कमी की स्थिति में जीवित रहने के लिए कुछ एरोबिक सूक्ष्मजीवों द्वारा उपयोग की जाने वाली एक रणनीति हीमोग्लोबिन जैसे उत्पाद को संश्लेषित करना है जो ऑक्सीजन जमा कर सकती है और इसे कोशिकाओं तक पहुंचा सकती है। उदाहरण के लिए, एरोबिक जीवाणु विट्रोस्किला एसपी। एक होमोडिमेरिक हीम-युक्त प्रोटीन का संश्लेषण करता है, जो कार्यात्मक रूप से यूकेरियोटिक हीमोग्लोबिन के समान होता है। विट्रोस्किला "हीमोग्लोबिन" जीन को अलग किया गया, स्ट्रेप्टोमाइसेस प्लास्मिड वेक्टर में डाला गया, और इस सूक्ष्मजीव की कोशिकाओं में पेश किया गया। एक बार व्यक्त होने के बाद, विट्रोस्किला हीमोग्लोबिन सभी एस. कोएलिकोइर सेलुलर प्रोटीन का लगभग 0.1% होता है, तब भी जब अभिव्यक्ति स्ट्रेप्टोमाइसेस के बजाय विट्रोस्किला के स्वयं के हीमोग्लोबिन जीन प्रमोटर के नियंत्रण में थी। कम घुलनशील ऑक्सीजन (संतृप्त सांद्रता का लगभग 5%) पर बढ़ने वाली रूपांतरित एस. कोलीकोइर कोशिकाएं शुष्क कोशिका द्रव्यमान के प्रति 1 ग्राम में 10 गुना अधिक एक्टिनोरोडाइन संश्लेषित करती हैं और गैर-रूपांतरित कोशिकाओं की तुलना में उनकी वृद्धि दर अधिक होती है। इस दृष्टिकोण का उपयोग ऑक्सीजन की कमी की स्थिति में बढ़ रहे अन्य सूक्ष्मजीवों को ऑक्सीजन प्रदान करने के लिए भी किया जा सकता है।

कुछ सेफलोस्पोरिन के रासायनिक संश्लेषण के लिए प्रारंभिक सामग्री - एंटीबायोटिक्स जिनके मामूली दुष्प्रभाव होते हैं और कई बैक्टीरिया के खिलाफ सक्रिय होते हैं - 7-अमीनोसेफलोस्पोरेनिक एसिड (7एएसए) है, जो बदले में एंटीबायोटिक सेफलोस्पोरिन सी से संश्लेषित होता है। दुर्भाग्य से, प्राकृतिक सूक्ष्मजीव सक्षम हैं 7एएसए का संश्लेषण, अभी तक पहचाना नहीं जा सका है।

7ACA के जैवसंश्लेषण के लिए एक नए मार्ग का निर्माण कवक एक्रेमोनियम क्राइसोजेनम के प्लास्मिड में विशिष्ट जीन को शामिल करके किया गया था, जो आमतौर पर केवल सेफलोस्पोरिन-सी को संश्लेषित करता है। इनमें से एक जीन को फंगस फ्यूसेरियम सोलानी से सीडीएनए द्वारा दर्शाया गया था, जो डी-अमीनो एसिड ऑक्सीडेज को एन्कोड करता था, और दूसरा स्यूडोमोनस डिमिनुटा के जीनोमिक डीएनए और एन्कोडेड सेफलोस्पोरिन एसाइलेज से आया था। प्लास्मिड में, जीन ए क्राइसोजेनम प्रमोटर के नियंत्रण में थे। नए बायोसिंथेटिक मार्ग के पहले चरण में, सेफलोस्पोरिन-सी को अमीनो एसिड ऑक्सीडेज द्वारा 7-पी-(5-कार्बोक्सी-5-ऑक्सोपेंटानमाइड) सेफलोस्पोरेनिक एसिड (कीटो-एओ-7एसीए) में परिवर्तित किया जाता है। इस उत्पाद का एक भाग उपोत्पादों में से एक, हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके 7-बीटा-(4-कार्बोक्सीबुटानामाइड)-सेफलोस्पोरेनिक एसिड (जीएल-7एसीए) बनाता है। सेफलोस्पोरिन-सी, कीटो-ए0-7एसीए और जीएल-7एसीए दोनों को सेफलोस्पोरिन एसाइलेज द्वारा 7एसीए बनाने के लिए हाइड्रोलाइज किया जा सकता है, लेकिन सेफलोस्पोरिन-सी का केवल 5% सीधे 7एसीए में हाइड्रोलाइज किया जाता है। इसलिए, उच्च उपज में 7ACA का उत्पादन करने के लिए दोनों एंजाइमों की आवश्यकता होती है।

70 के दशक के अंत में - 80 के दशक की शुरुआत में। 20वीं सदी में डीएनए तकनीक ने सबसे पहले जनता और बड़े निवेशकों का ध्यान आकर्षित करना शुरू किया। आशाजनक जैव प्रौद्योगिकी उत्पादों में से एक इंटरफेरॉन था, जिसे उस समय कई वायरल बीमारियों और कैंसर के खिलाफ चमत्कारिक इलाज के रूप में आशा की गई थी। मानव इंटरफेरॉन सीडीएनए के अलगाव और एस्चेरिचिया कोल में इसकी बाद की अभिव्यक्ति को दुनिया के सभी इच्छुक प्रकाशनों द्वारा रिपोर्ट किया गया था।

मानव जीन या प्रोटीन को अलग करने के लिए विभिन्न तरीकों का उपयोग किया जाता है। आमतौर पर, वांछित प्रोटीन को अलग किया जाता है और अणु के संबंधित भाग का अमीनो एसिड अनुक्रम निर्धारित किया जाता है। इसके आधार पर, न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम एन्कोडिंग पाया जाता है, संबंधित ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड को संश्लेषित किया जाता है और जीनोमिक या सीडीएनए पुस्तकालयों से वांछित जीन या सीडीएनए को अलग करने के लिए संकरण जांच के रूप में उपयोग किया जाता है। एक अन्य दृष्टिकोण शुद्ध प्रोटीन के लिए एंटीबॉडी उत्पन्न करना और उन्हें स्क्रीन लाइब्रेरी में उपयोग करना है जिसमें विशिष्ट जीन व्यक्त किए जाते हैं। मुख्य रूप से एकल ऊतक में संश्लेषित मानव प्रोटीन के लिए, उस ऊतक से पृथक एमआरएनए से प्राप्त एक सीडीएनए लाइब्रेरी को लक्ष्य डीएनए अनुक्रम के लिए समृद्ध किया जाएगा। उदाहरण के लिए, अग्न्याशय के लैंगरहैंस के आइलेट्स की कोशिकाओं द्वारा संश्लेषित मुख्य प्रोटीन इंसुलिन है, और इन कोशिकाओं से पृथक 70% एमआरएनए इसे एनकोड करता है।

हालाँकि, सीडीएनए संवर्धन का सिद्धांत उन मानव प्रोटीनों पर लागू नहीं होता है जिनकी मात्रा बहुत कम है या जिनके संश्लेषण का स्थान अज्ञात है। इस मामले में, अन्य प्रयोगात्मक दृष्टिकोण की आवश्यकता हो सकती है। उदाहरण के लिए, अल्फा, बीटा और गामा इंटरफेरॉन सहित मानव इंटरफेरॉन (आईएफ), प्राकृतिक प्रोटीन हैं, जिनमें से प्रत्येक का अपना चिकित्सीय उपयोग हो सकता है। पहला इंटरफेरॉन जीन 80 के दशक की शुरुआत में अलग किया गया था। XX सदी। तब से, कई अलग-अलग इंटरफेरॉन की खोज की गई है। एक पॉलीपेप्टाइड जिसमें मानव ल्यूकोसाइट इंटरफेरॉन का प्रभाव होता है, ई. कोलाई में संश्लेषित होता है।

इंटरफेरॉन की कई विशेषताओं ने इसके सीडीएनए को अलग करना विशेष रूप से कठिन बना दिया है। सबसे पहले, इस तथ्य के बावजूद कि इंटरफेरॉन को 80,000 से अधिक बार शुद्ध किया गया था, इसे केवल बहुत कम मात्रा में प्राप्त किया जा सका, क्योंकि उस समय इसका सटीक आणविक द्रव्यमान ज्ञात नहीं था। दूसरे, कई अन्य प्रोटीनों के विपरीत, इंटरफेरॉन में आसानी से पहचाने जाने योग्य रासायनिक या जैविक गतिविधि नहीं होती है: इसका मूल्यांकन केवल सेल कल्चर पर एक पशु वायरस के साइटोपैथिक प्रभाव को कम करके किया गया था, और यह एक जटिल और लंबी प्रक्रिया है। तीसरा, इंसुलिन के विपरीत, यह अज्ञात था कि क्या मानव कोशिकाएं पर्याप्त मात्रा में इंटरफेरॉन का उत्पादन करने में सक्षम थीं, यानी। क्या इंटरफेरॉन एमआरएनए का कोई स्रोत है? इन सभी कठिनाइयों के बावजूद, सीडीएनए एन्कोडिंग इंटरफेरॉन को अंततः अलग कर दिया गया और इसकी विशेषता बताई गई। उनके सीडीएनए को अलग करते समय, संबंधित एमआरएनए और प्रोटीन की अपर्याप्त सामग्री से जुड़ी कठिनाइयों को दूर करने के लिए एक विशेष दृष्टिकोण विकसित करना आवश्यक था। अब डीएनए अलगाव के लिए यह प्रक्रिया सामान्य और मानक है और इंटरफेरॉन के लिए यह इस प्रकार है।

1. एमआरएनए को मानव ल्यूकोसाइट्स से अलग किया गया और आकार के अनुसार विभाजित किया गया; रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन किया गया और प्लास्मिड pBR322 की Psti साइट में डाला गया।

2. परिणामी उत्पाद एस्चेरिचिया कोलाई में परिवर्तित हो गया। परिणामी क्लोनों को समूहों में विभाजित किया गया। क्लोनों के एक समूह पर परीक्षण किया गया, जिससे उनकी पहचान की प्रक्रिया को तेज करना संभव हो गया।

3. क्लोनों के प्रत्येक समूह को क्रूड IF-mRNA तैयारी के साथ संकरणित किया गया था।

4. क्लोन डीएनए और एमआरएनए वाले परिणामी संकरों से, एमआरएनए को अलग किया गया और सेल-मुक्त प्रोटीन संश्लेषण प्रणाली में अनुवादित किया गया।

5. अनुवाद के परिणामस्वरूप प्राप्त प्रत्येक मिश्रण की इंटरफेरोइक एंटीवायरल गतिविधि निर्धारित की गई थी। जिन समूहों ने इंटरफेरॉन गतिविधि दिखाई उनमें IF-mRNA के साथ संकरणित सीडीएनए वाला क्लोन शामिल था।

6. सकारात्मक समूहों को कई क्लोन वाले उपसमूहों में विभाजित किया गया और फिर से परीक्षण किया गया। उपसमूह को तब तक दोहराया गया जब तक कि पूर्ण-लंबाई वाले मानव IF सीडीएनए वाले क्लोन की पहचान नहीं हो गई।

तब से, कई अलग-अलग प्रकार के इंटरफेरॉन की खोज की गई है। कई इंटरफेरॉन के जीनों को अलग किया गया और विभिन्न वायरल रोगों के उपचार में उनकी प्रभावशीलता दिखाई गई, लेकिन, दुर्भाग्य से, इंटरफेरॉन रामबाण नहीं बन सका।

इंटरफेरॉन के रासायनिक और जैविक गुणों के आधार पर, तीन समूहों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: आईएफ-अल्फा, आईएफ-बीटा और आईएफ-गामा। आईएफ-अल्फा और आईएफ-बीटा को वायरस या वायरल आरएनए की दवाओं से उपचारित कोशिकाओं द्वारा संश्लेषित किया जाता है, और आईएफ-गामा उन पदार्थों की क्रिया के जवाब में उत्पन्न होता है जो कोशिका वृद्धि को उत्तेजित करते हैं। आईएफ-अल्फा को एक जीन परिवार द्वारा एन्कोड किया गया है जिसमें कम से कम 15 गैर-एलील जीन शामिल हैं, जबकि आईएफ-बीटा और आईएफ-गामा प्रत्येक एक जीन द्वारा एन्कोड किए गए हैं। IF-अल्फा उपप्रकार विभिन्न विशिष्टताएँ प्रदर्शित करते हैं। उदाहरण के लिए, वायरस से उपचारित गोजातीय कोशिका रेखा पर IF-elfa-1 और IF-अल्फा-2 की प्रभावशीलता का परीक्षण करते समय, ये इंटरफेरॉन समान एंटीवायरल गतिविधि दिखाते हैं, लेकिन वायरस से उपचारित मानव कोशिकाओं के मामले में, IF- अल्फा-2, आईएफ-अल्फा-1 की तुलना में सात गुना अधिक सक्रिय है। जब माउस कोशिकाओं में एंटीवायरल गतिविधि का परीक्षण किया जाता है, तो IF-अल्फा-2, IF-अल्फा-1 की तुलना में 30 गुना कम प्रभावी प्रतीत होता है।

चूँकि इंटरफेरॉन का एक परिवार है, इसलिए संयुक्त गुणों के साथ IF बनाने के कई प्रयास किए गए हैं, इस तथ्य का लाभ उठाते हुए कि IF-अल्फा परिवार के विभिन्न सदस्य अपनी एंटीवायरल गतिविधि की सीमा और विशिष्टता में भिन्न होते हैं। सैद्धांतिक रूप से, इसे विभिन्न IF-अल्फाज़ के जीन अनुक्रमों के कुछ हिस्सों को मिलाकर प्राप्त किया जा सकता है। इसके परिणामस्वरूप प्रत्येक मूल प्रोटीन की तुलना में भिन्न गुणों वाला एक संकर प्रोटीन बनेगा। आईएफ-अल्फा-1 और आईएफ-अल्फा-2 सीडीएनए अनुक्रमों की तुलना से पता चला कि उनमें 60, 92 और 150 स्थानों पर समान प्रतिबंध साइटें हैं। इन साइटों पर दोनों सीडीएनए के दरार और टुकड़ों के बाद के बंधाव के बाद, कई संकर जीन थे प्राप्त किया। इन जीनों को ई. कोली में व्यक्त किया गया, संश्लेषित प्रोटीन को शुद्ध किया गया, और उनके जैविक कार्यों का अध्ययन किया गया। स्तनधारी कोशिका संस्कृतियों पर हाइब्रिड आईएफएस के सुरक्षात्मक गुणों का परीक्षण करने से पता चला कि उनमें से कुछ मूल अणुओं की तुलना में अधिक गतिविधि प्रदर्शित करते हैं। इसके अलावा, कई हाइब्रिड आईएफ ने नियंत्रण कोशिकाओं में 2"-5"-ऑलिगोआइसोएडेनाइलेट सिंथेटेज़ के निर्माण को प्रेरित किया। यह एंजाइम 2"-5"-लिंक्ड ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स के संश्लेषण में शामिल है, जो बदले में अव्यक्त सेलुलर एंडोरिबोन्यूक्लिज़ को सक्रिय करता है, जो वायरल एमआरएनए को साफ़ करता है। अन्य हाइब्रिड IFs ने विभिन्न मानव कैंसर कोशिकाओं की संस्कृतियों में अपने मूल अणुओं की तुलना में अधिक एंटीप्रोलिफेरेटिव गतिविधि प्रदर्शित की।

कार्यात्मक डोमेन को प्रतिस्थापित करके या साइट-निर्देशित उत्परिवर्तन द्वारा नए प्रोटीन के निर्माण की रणनीति का उपयोग प्रोटीन की जैविक संपत्ति को बढ़ाने या कमजोर करने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, मूल मानव विकास हार्मोन (एचजीएच) विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं में विकास हार्मोन रिसेप्टर और प्रोलैक्टिन रिसेप्टर दोनों को बांधता है। उपचार के दौरान अवांछित दुष्प्रभावों से बचने के लिए, प्रोलैक्टिन रिसेप्टर में एचजीएच के जुड़ाव को बाहर करना आवश्यक है। चूँकि वृद्धि हार्मोन अणु का वह भाग जो इस रिसेप्टर से जुड़ता है, उसके अमीनो एसिड अनुक्रम में अणु के उस हिस्से के समान आंशिक रूप से समान होता है जो प्रोलैक्टिन रिसेप्टर के साथ संपर्क करता है, इसलिए हार्मोन के बंधन को चुनिंदा रूप से कम करना संभव था। इस उद्देश्य के लिए, साइट-विशिष्ट उत्परिवर्तन का उपयोग किया गया था, जिसके परिणामस्वरूप कुछ अमीनो एसिड (His-18, His-21 और ग्लू-174) के साइड समूहों में कुछ परिवर्तन हुए - Zn 2+ आयनों के लिए आवश्यक लिगैंड प्रोलैक्टिन रिसेप्टर के लिए एचजीएच का उच्च-आत्मीयता बंधन। संशोधित वृद्धि हार्मोन केवल "अपने" रिसेप्टर से बंधता है। प्राप्त परिणाम निस्संदेह रुचि के हैं, लेकिन क्या संशोधित एचजीएच नैदानिक ​​​​अनुप्रयोग पा सकता है या नहीं यह अभी भी स्पष्ट नहीं है।

कॉकेशियन लोगों में सबसे आम घातक वंशानुगत बीमारी सिस्टिक फाइब्रोसिस है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, इस बीमारी के 30,000 मामलों की पहचान की गई है, कनाडा और यूरोपीय देशों में - 23,000। सिस्टिक फाइब्रोसिस वाले मरीज़ अक्सर संक्रामक रोगों से पीड़ित होते हैं जो फेफड़ों को प्रभावित करते हैं। एंटीबायोटिक दवाओं के साथ आवर्ती संक्रमण का उपचार अंततः रोगजनक बैक्टीरिया के प्रतिरोधी उपभेदों के उद्भव की ओर ले जाता है। बैक्टीरिया और उनके लसीका उत्पाद फेफड़ों में चिपचिपा बलगम जमा होने का कारण बनते हैं, जिससे सांस लेना मुश्किल हो जाता है। बलगम के घटकों में से एक उच्च आणविक भार डीएनए है, जो लसीका के दौरान जीवाणु कोशिकाओं से निकलता है। जैव प्रौद्योगिकी कंपनी जेनेंटेक (यूएसए) के वैज्ञानिकों ने डीएनएस जीन को अलग किया और व्यक्त किया, एक एंजाइम जो उच्च आणविक भार डीएनए को छोटे टुकड़ों में विभाजित करता है। शुद्ध एंजाइम को एरोसोल के रूप में सिस्टिक फाइब्रोसिस वाले रोगियों के फेफड़ों में डाला जाता है, यह डीएनए को तोड़ देता है, बलगम की चिपचिपाहट कम हो जाती है, जिससे सांस लेना आसान हो जाता है। हालाँकि ये उपाय सिस्टिक फाइब्रोसिस का इलाज नहीं करते हैं, लेकिन ये रोगी की स्थिति को कम कर देते हैं। एंजाइम को हाल ही में अमेरिकी खाद्य, औषधि और कॉस्मेटिक विभाग द्वारा अनुमोदित किया गया था और 2000 में लगभग 100 मिलियन डॉलर की बिक्री हुई थी।

एक अन्य जैव प्रौद्योगिकी उत्पाद जो रोगियों की मदद करता है वह है एल्गिनेट लाइसेज़। एल्गिनेट एक पॉलीसेकेराइड है जो कई समुद्री शैवाल, साथ ही मिट्टी और समुद्री बैक्टीरिया द्वारा संश्लेषित होता है। इसकी मोनोमेरिक इकाइयाँ दो सैकराइड्स हैं - बीटा-डी-मैनुरोनेट और अल्फा-1-गुलोरोनेट, जिनकी सापेक्ष सामग्री और वितरण एक विशेष एल्गिनेट के गुणों को निर्धारित करते हैं। इस प्रकार, ए-एल-गुलोरोनेट अवशेष कैल्शियम आयनों को बांधकर इंटरचेन और इंट्राचेन क्रॉस-लिंक बनाते हैं; बीटा-डी-मैनुरोनेट अवशेष अन्य धातु आयनों को बांधते हैं। ऐसे क्रॉस-लिंक युक्त एल्गिनेट एक लोचदार जेल बनाता है, जिसकी चिपचिपाहट पॉलीसेकेराइड अणुओं के आकार के सीधे आनुपातिक होती है।

स्यूडोमोनास एरुगिनोसा के श्लेष्म उपभेदों द्वारा एल्गिनेट का स्राव सिस्टिक फाइब्रोसिस वाले रोगियों में बलगम की चिपचिपाहट को काफी बढ़ा देता है। वायुमार्ग को साफ करने और रोगियों को राहत प्रदान करने के लिए, DNase उपचार के अलावा, एल्गिनेट लाइसेज़ का उपयोग करके एल्गिनेट डीपोलीमराइजेशन किया जाना चाहिए।

एल्गिनेट लाइसेज़ जीन को फ्लेवोबैक्टीरियम एसपी से अलग किया गया था, जो एक ग्राम-नकारात्मक मिट्टी का जीवाणु है जो सक्रिय रूप से इस एंजाइम का उत्पादन करता है। ई. कोली के आधार पर, फ्लेवोबैक्टीरियम क्लोन का एक बैंक बनाया गया था और जो एल्गिनेट लाइसेज़ को संश्लेषित करते थे, सभी क्लोनों को कैल्शियम आयनों के साथ पूरक एल्गिनेट युक्त एक ठोस माध्यम पर चढ़ाकर जांच की गई थी। ऐसी परिस्थितियों में, माध्यम में मौजूद सभी एल्गिनेट, एल्गिनेट लाइसेज़-उत्पादक कॉलोनियों को घेरने वाले को छोड़कर, क्रॉसलिंक बनाते हैं और अशांत हो जाते हैं। हाइड्रोलाइज्ड एल्गिनेट क्रॉस-लिंक बनाने की क्षमता खो देता है, इसलिए एल्गिनेट लाइसेज़ को संश्लेषित करने वाली कॉलोनियों के आसपास का वातावरण पारदर्शी रहता है। सकारात्मक कॉलोनियों में से एक में मौजूद क्लोन डीएनए टुकड़े के विश्लेषण से लगभग 69,000 के आणविक भार के साथ एक पॉलीपेप्टाइड को एन्कोड करने वाले एक खुले रीडिंग फ्रेम की उपस्थिति का पता चला। अधिक विस्तृत जैव रासायनिक और आनुवंशिक अध्ययनों से पता चला है कि यह पॉलीपेप्टाइड तीन एल्गिनेट का अग्रदूत प्रतीत होता है फ्लेवोबैक्टीरियम एसपी द्वारा उत्पादित लाइसेज़। सबसे पहले, कुछ प्रोटियोलिटिक एंजाइम लगभग 6000 के द्रव्यमान के साथ एन-टर्मिनल पेप्टाइड को काट देते हैं। 63,000 के आणविक भार के साथ शेष प्रोटीन बैक्टीरिया और शैवाल दोनों द्वारा उत्पादित एल्गिनेट को डीपोलाइमराइज़ करने में सक्षम है। जब इसे बाद में काटा जाता है, तो यह 23,000 आणविक भार वाला उत्पाद बनाता है जो समुद्री शैवाल एल्गिनेट को डीपोलीमराइज़ करता है और 40,000 आणविक भार वाला एंजाइम बनाता है जो बैक्टीरिया एल्गिनेट को विघटित करता है। 40,000 के आणविक भार के साथ एंजाइम की बड़ी मात्रा प्राप्त करने के लिए, डीएनए एन्कोडिंग को पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) द्वारा बढ़ाया गया था और फिर बी.सुब्रज्लिस से पृथक प्लास्मिड वेक्टर में डाला गया था, जो बी.सुब्रज्लिस α- को एन्कोडिंग करने वाले जीन को ले गया था। एमाइलेज़ सिग्नल पेप्टाइड। पेनिसिलिनेज़ जीन अभिव्यक्ति प्रणाली का उपयोग करके प्रतिलेखन की निगरानी की गई थी। जब बी. सब्रजलिस कोशिकाओं को परिणामी प्लास्मिड के साथ रूपांतरित किया गया और कैल्शियम आयनों के साथ एल्गिनेट युक्त एक ठोस माध्यम पर चढ़ाया गया, तो एक बड़े प्रभामंडल के साथ कालोनियों का निर्माण हुआ। जब ऐसी कालोनियों को तरल माध्यम में उगाया जाता था, तो पुनः संयोजक एल्गिनेट लाइसेज़ को संस्कृति माध्यम में छोड़ा जाता था। बाद के परीक्षणों से पता चला कि यह एंजाइम पी. एरुगिनोसा के श्लेष्म उपभेदों द्वारा संश्लेषित एल्गिनेट्स को प्रभावी ढंग से द्रवीभूत करने में सक्षम था जो सिस्टिक फाइब्रोसिस वाले रोगियों के फेफड़ों से अलग किए गए थे। यह निर्धारित करने के लिए अतिरिक्त शोध की आवश्यकता है कि पुनः संयोजक एल्गिनेट लाइज़ का नैदानिक ​​परीक्षण संभव है या नहीं।

1970 के दशक में निष्क्रिय टीकाकरण पर विचारों को संशोधित किया गया: इसे प्रत्यारोपित अंगों की अस्वीकृति से निपटने का एक निवारक साधन माना जाने लगा। रोगियों को विशिष्ट एंटीबॉडी के इंजेक्शन लगाने का प्रस्ताव किया गया था जो एक निश्चित प्रकार के लिम्फोसाइट से बंधे होंगे, जिससे प्रत्यारोपित अंग के खिलाफ निर्देशित प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया कम हो जाएगी।

मानव अंग प्रत्यारोपण में इम्यूनोसप्रेसेन्ट के रूप में उपयोग के लिए अमेरिकी खाद्य, औषधि और कॉस्मेटिक विभाग द्वारा अनुशंसित पहला पदार्थ माउस मोनोक्लोनल एंटीबॉडीज OKTZ थे। तथाकथित टी कोशिकाएं, लिम्फोसाइट्स जो थाइमस में अंतर करती हैं, अंग अस्वीकृति के लिए जिम्मेदार हैं। OKTZ किसी भी T कोशिका की सतह पर पाए जाने वाले रिसेप्टर से जुड़ता है जिसे CD3 कहा जाता है। यह पूर्ण प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के विकास और प्रत्यारोपित अंग की अस्वीकृति को रोकता है। इस प्रकार का इम्यूनोसप्रेशन बहुत प्रभावी है, हालांकि इसके कुछ दुष्प्रभाव भी होते हैं, जैसे बुखार और दाने।

ई. कोलाई का उपयोग करके एंटीबॉडी का उत्पादन करने की तकनीक विकसित की गई है। अधिकांश अन्य पशु कोशिका संस्कृतियों की तरह, हाइब्रिडोमा अपेक्षाकृत धीमी गति से बढ़ता है, उच्च घनत्व तक नहीं पहुंचता है, और जटिल और महंगे मीडिया की आवश्यकता होती है। इस तरह से प्राप्त मोनोक्लोनल एंटीबॉडी बहुत महंगे हैं, जो क्लिनिक में उनके व्यापक उपयोग की अनुमति नहीं देता है।

इस समस्या को हल करने के लिए, आनुवंशिक रूप से संशोधित बैक्टीरिया, पौधों और जानवरों पर आधारित एक प्रकार के "बायोरिएक्टर" बनाने का प्रयास किया गया है। इन उद्देश्यों के लिए, व्यक्तिगत एंटीबॉडी क्षेत्रों को एन्कोड करने में सक्षम जीन निर्माण को मेजबान जीनोम में पेश किया गया था। कुछ इम्युनोथेराप्यूटिक एजेंटों की प्रभावी डिलीवरी और कार्यप्रणाली के लिए, एंटीबॉडी का एक एंटीजन-बाइंडिंग क्षेत्र (फैब या एफवी टुकड़ा) अक्सर पर्याप्त होता है, यानी। एंटीबॉडी के एफसी टुकड़े की उपस्थिति वैकल्पिक है।

आज, कृषि जैव प्रौद्योगिकी द्वारा ऐसे पौधे उपलब्ध कराने की संभावनाएँ बढ़ रही हैं जिनका उपयोग दवाओं या टीकों के रूप में किया जा सकता है। यह कल्पना करना कठिन है कि गरीब देशों के लिए इसका क्या मतलब हो सकता है, जहां पारंपरिक फार्मास्यूटिकल्स अभी भी एक नवीनता है और पारंपरिक डब्ल्यूएचओ टीकाकरण कार्यक्रम बहुत महंगे और लागू करना मुश्किल साबित होते हैं। अनुसंधान के इस क्षेत्र को पूरी तरह से समर्थन दिया जाना चाहिए, जिसमें अर्थव्यवस्था के सार्वजनिक और निजी क्षेत्रों के बीच सहयोग भी शामिल है।

जिन जीनों की पौधों में अभिव्यक्ति को विदेशी माना जाता है, उनमें सबसे महत्वपूर्ण वे जीन हैं जो चिकित्सीय महत्व के पॉलीपेप्टाइड्स के संश्लेषण को कूटबद्ध करते हैं। जाहिर है, इस क्षेत्र में किए गए पहले अध्ययन को पौधों की कोशिकाओं में माउस इंटरफेरॉन की अभिव्यक्ति पर कैल्गीन पेटेंट माना जाना चाहिए। बाद में, पौधों की पत्तियों में इम्युनोग्लोबुलिन का संश्लेषण दिखाया गया।

इसके अलावा, पौधे के जीनोम में एक वायरस के आवरण प्रोटीन (प्रोटीन) को एन्कोड करने वाले जीन को शामिल करना संभव है। पौधे को भोजन के रूप में सेवन करने से लोग धीरे-धीरे इस वायरस के प्रति प्रतिरोधक क्षमता हासिल कर लेंगे। संक्षेप में, यह पादप औषधियों का निर्माण है।

पुनः संयोजक प्रोटीन के उत्पादन के लिए माइक्रोबियल, पशु और मानव कोशिकाओं को संवर्धित करने की तुलना में ट्रांसजेनिक पौधों के कई फायदे हैं। ट्रांसजेनिक पौधों के फायदों में, हम मुख्य बातों पर ध्यान देते हैं: बड़े पैमाने पर उत्पादन की संभावना, कम लागत, शुद्धिकरण में आसानी, अशुद्धियों की अनुपस्थिति जिसमें एलर्जीनिक, इम्यूनोसप्रेसिव, कार्सिनोजेनिक, टेराटोजेनिक और मनुष्यों पर अन्य प्रभाव होते हैं। पौधे उपइकाइयों से स्तनधारी प्रोटीन को संश्लेषित, ग्लाइकोसिलेट और इकट्ठा कर सकते हैं। जब कच्ची सब्जियां और फल खाते हैं जिनमें वैक्सीन प्रोटीन के संश्लेषण को एन्कोड करने वाले जीन होते हैं, तो मौखिक टीकाकरण होता है।

पर्यावरण में जीन रिसाव के जोखिम को कम करने का एक तरीका, विशेष रूप से, खाद्य टीकों के निर्माण में, विदेशी जीन को क्लोरोप्लास्ट में पेश करना है, न कि परमाणु गुणसूत्रों में, हमेशा की तरह। ऐसा माना जाता है कि इस पद्धति से जीएम पौधों के अनुप्रयोग का दायरा बढ़ेगा। इस तथ्य के बावजूद कि वांछित जीन को क्लोरोप्लास्ट में डालना अधिक कठिन है, इस विधि के कई फायदे हैं। उनमें से एक यह है कि क्लोरोप्लास्ट से विदेशी डीएनए पराग में नहीं जा सकता है। इससे जीएम सामग्री के अनियंत्रित स्थानांतरण की संभावना पूरी तरह समाप्त हो जाती है।

एक आशाजनक दिशा ट्रांसजेनिक पौधों का निर्माण है जो संक्रामक रोगों का कारण बनने वाले बैक्टीरिया और वायरस की विशेषता वाले प्रोटीन के लिए जीन ले जाते हैं। ऐसे जीन वाले कच्चे फल और सब्जियां, या उनके फ्रीज-सूखे रस का सेवन करने पर, शरीर को टीका लगाया जाता है। उदाहरण के लिए, जब हैजा एंटरोटॉक्सिन के गैर विषैले सबयूनिट के लिए जीन को आलू के पौधों में पेश किया गया और कच्चे कंद प्रायोगिक चूहों को खिलाए गए, तो उनके शरीर में हैजा रोगजनकों के प्रति एंटीबॉडी का निर्माण हुआ। यह स्पष्ट है कि ऐसे खाद्य टीके लोगों की सुरक्षा और सामान्य रूप से खाद्य सुरक्षा सुनिश्चित करने का एक प्रभावी, सरल और सस्ता तरीका हो सकते हैं।

हाल के दशकों में डीएनए प्रौद्योगिकी के विकास ने नए टीकों के विकास और उत्पादन में क्रांति ला दी है। आणविक जीवविज्ञान और जेनेटिक इंजीनियरिंग के तरीकों का उपयोग करके, कई संक्रामक एजेंटों के एंटीजेनिक निर्धारकों की पहचान की गई, संबंधित प्रोटीन को एन्कोडिंग करने वाले जीन को क्लोन किया गया, और, कुछ मामलों में, इन एंटीजन के प्रोटीन सबयूनिट के आधार पर टीकों का उत्पादन स्थापित किया गया। विब्रियो कोलेरा या एंटरोटॉक्सिजेनिक एस्चेरिचिया कोलाई के संक्रमण के कारण होने वाला दस्त सबसे खतरनाक बीमारियों में से एक है, जिसमें उच्च मृत्यु दर होती है, खासकर बच्चों में। दुनिया भर में हैजा रोगों की कुल संख्या सालाना 50 लाख से अधिक है, जिसके परिणामस्वरूप लगभग 200 हजार मौतें होती हैं। इसलिए, विश्व स्वास्थ्य संगठन (डब्ल्यूएचओ) डायरिया संक्रमण की रोकथाम पर ध्यान देता है, इन बीमारियों के खिलाफ विभिन्न प्रकार के टीकों के निर्माण को हर संभव तरीके से प्रोत्साहित करता है। हैजा का प्रकोप हमारे देश में, विशेषकर दक्षिणी क्षेत्रों में होता है।

डायरिया से होने वाली जीवाणु संबंधी बीमारियाँ खेत के जानवरों और मुर्गों में भी व्यापक रूप से फैली हुई हैं, मुख्य रूप से युवा जानवरों में, जो वजन घटाने और पशुधन मृत्यु के परिणामस्वरूप खेतों में बड़े नुकसान का कारण बनती हैं।

सूक्ष्मजीवों की मदद से प्राप्त पुनः संयोजक वैक्सीन का एक उत्कृष्ट उदाहरण हेपेटाइटिस बी सतह एंटीजन का उत्पादन है। वायरल जीन HBsAg को यीस्ट प्लास्मिड में डाला गया था, जिसके परिणामस्वरूप वायरल प्रोटीन बड़ी मात्रा में यीस्ट में संश्लेषित होने लगा। , जो शुद्धिकरण के बाद, हेपेटाइटिस के खिलाफ एक प्रभावी टीके के रूप में इंजेक्शन के लिए उपयोग किया जाता है (पेलरे एट अल।, 1992)।

हेपेटाइटिस की अधिकता वाले कई दक्षिणी देश इस बीमारी के खिलाफ बच्चों सहित आबादी का सार्वभौमिक टीकाकरण करते हैं। दुर्भाग्य से, ऐसे टीके की लागत अपेक्षाकृत अधिक है, जो निम्न जीवन स्तर वाले देशों में सार्वभौमिक टीकाकरण कार्यक्रमों के व्यापक प्रसार में बाधा डालती है। इस स्थिति के संबंध में, 90 के दशक की शुरुआत में, WHO ने दुनिया के सभी देशों के लिए उपलब्ध संक्रामक रोगों के खिलाफ सस्ते टीकों के उत्पादन के लिए नई तकनीक बनाने की पहल की।

दस साल पहले, तथाकथित "खाद्य" टीके बनाने के लिए ट्रांसजेनिक पौधों का उपयोग करने की अवधारणा सामने रखी गई थी। दरअसल, यदि किसी पौधे का कोई खाद्य अंग एक एंटीजन प्रोटीन को संश्लेषित करता है जिसमें मजबूत मौखिक इम्यूनोजेनिक गुण होते हैं, तो जब इन पौधों को खाया जाता है, तो एंटीजन प्रोटीन को संबंधित एंटीबॉडी के उत्पादन के साथ-साथ अवशोषित किया जाएगा।

तम्बाकू के पौधे प्राप्त किए गए जो एक पौधे प्रमोटर के तहत हेपेटाइटिस बी वायरस लिफाफा एंटीजन को एन्कोडिंग करने वाला जीन ले गए। ट्रांसजेनिक पौधों की पत्तियों में एंटीजन की उपस्थिति की पुष्टि एंजाइम इम्यूनोएसे द्वारा की गई थी। परिणामी पुनः संयोजक एंटीजन और मानव सीरम एंटीजन की भौतिक रासायनिक संरचना और प्रतिरक्षाविज्ञानी गुणों की समानता दिखाई गई है।

पौधों में उत्पादित एंटीबॉडी की पहचान से दो पुनः संयोजक जीन उत्पादों को एक प्रोटीन अणु में संयोजित करने की संभावना दिखाई दी, जो प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में असंभव है। एंटीबॉडी असेंबली तब हुई जब दोनों श्रृंखलाओं को सिग्नल अनुक्रम के साथ संश्लेषित किया गया। साथ ही, एक पौधे में दो जीनों को शामिल करने की संभावना के साथ-साथ, इन दो पौधों के संकरण के दौरान विभिन्न ट्रांसजेनिक पौधों में संश्लेषित व्यक्तिगत पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं को एक पूर्ण प्रोटीन में संयोजित करना भी संभव है। एक प्लास्मिड पर कई जीनों का प्रवेश संभव है।

ट्रांसजेनिक पौधे जो ऑटोएंटीजन का उत्पादन करते हैं, उनका उपयोग अन्य ऑटोइम्यून बीमारियों, जैसे मल्टीपल स्केलेरोसिस, रुमेटीइड गठिया, इंसुलिन-निर्भर मधुमेह और यहां तक ​​​​कि अंग प्रत्यारोपण अस्वीकृति के लिए भी किया जा सकता है। इंसुलिन-निर्भर मधुमेह एक ऑटोइम्यून बीमारी है जिसमें अग्न्याशय की इंसुलिन-उत्पादक कोशिकाएं शरीर के अपने साइटोटॉक्सिक टी लिम्फोसाइट्स द्वारा नष्ट हो जाती हैं। महत्वपूर्ण मात्रा में इम्यूनोजेनिक प्रोटीन की मौखिक रोगनिरोधी खपत से सुरक्षा मिल सकती है और ऑटोइम्यून बीमारियों के लक्षणों की शुरुआत में महत्वपूर्ण देरी हो सकती है। हालाँकि, यह केवल महत्वपूर्ण संख्या में ऑटोएंटीजन की उपस्थिति में ही संभव है। इंसुलिन-निर्भर मधुमेह को रोकने के लिए प्रोटीन इंसुलिन और अग्नाशयी ग्लूटामिक एसिड डिकार्बोक्सिलेज (जीएडी65) को मौखिक टीके के रूप में माना जा रहा है। हाल ही में, कनाडाई जैव प्रौद्योगिकीविदों ने ट्रांसजेनिक आलू के पौधे प्राप्त किए हैं जो अग्नाशयी ग्लूटामिक एसिड डीकार्बोक्सिलेज़ को संश्लेषित करते हैं। जब इसे मधुमेह से ग्रस्त चूहों को खिलाया गया, तो मधुमेह की घटना और ऑटोइम्यून प्रतिक्रिया की भयावहता दोनों कम हो गईं।

आनुवंशिक इंजीनियरिंग विकास के उपरोक्त परिणाम ट्रांसजेनिक पौधों पर आधारित "खाद्य" टीके बनाने की संभावना का स्पष्ट संकेत देते हैं। इस तथ्य को देखते हुए कि मनुष्यों के लिए टीके विकसित करने में बहुत अधिक समय और अधिक कठोर स्वास्थ्य परीक्षण की आवश्यकता होगी, हमें उम्मीद करनी चाहिए कि जानवरों के लिए पहले खाद्य टीके विकसित किए जाएंगे। पशु अध्ययन से "खाद्य" टीकों की क्रिया के तंत्र को प्रकट करने में मदद मिलेगी, और उसके बाद ही, दीर्घकालिक अध्ययन और व्यापक मूल्यांकन के बाद, ऐसे टीकों का उपयोग नैदानिक ​​​​अभ्यास में किया जा सकता है। हालाँकि, इस दिशा में काम सक्रिय रूप से जारी है, और टीके बनाने के लिए पौधों का उपयोग करने के विचार को संयुक्त राज्य अमेरिका में पहले ही पेटेंट कराया जा चुका है, जो इन विकासों में व्यावसायिक रुचि का संकेत देता है।

इन उत्साहजनक परिणामों के बावजूद, दस्त के खिलाफ वाणिज्यिक "खाद्य" टीके बनाने की समस्या पर और अधिक शोध की आवश्यकता है। बैक्टीरियल और हैजा डायरिया के एंटरोटॉक्सिक रूप के रोगजनन में, प्राथमिक लक्ष्य बैक्टीरिया को छोटी आंत में गुणा करने का अवसर प्रदान करना है। यह प्रक्रिया एस्चेरिचिया कोली के चिपकने की क्षमता पर निर्भर करती है, जो बैक्टीरिया कोशिकाओं की सतह पर प्रोटीन प्रकृति के विशेष फिलामेंटस संरचनाओं की उपस्थिति के कारण होती है - फ़िम्ब्रिया। दस्त के रोगियों की छोटी आंत की दीवारों पर, आंत के एक ही खंड के लुमेन की तुलना में काफी अधिक बैक्टीरिया पाए जाते हैं, जो एस्चेरिचिया कोली में फ़िम्ब्रियल चिपकने की उपस्थिति के कारण होता है - प्रोटीन जो रिसेप्टर्स के लिए बंधन सुनिश्चित करते हैं। आंत्र उपकला की सतह.

यहां तक ​​कि गैर-रोगजनक एस्चेरिचिया कोल स्ट्रेन जिनमें प्लास्मिड एन्कोडिंग चिपकने वाला संश्लेषण शामिल था, आंत को उपनिवेशित करने और एंटरोटॉक्सिन का उत्पादन किए बिना दस्त का कारण बनने में सक्षम थे। इसलिए यह संभावना है कि विब्रियो कोलेरा या ई. कोलाई के कारण होने वाले रोगजनक प्रभावों को रोकने के लिए अकेले विषाक्त पदार्थों के खिलाफ प्रतिरक्षा पर्याप्त नहीं होगी। यह संभव है कि इन प्रभावों को दूर करने के लिए, एंटरोटॉक्सिन एंटीजन के अलावा, संरचनात्मक एंटीजन जैसे कि लिपोपॉलीसेकेराइड, बैक्टीरियल बाहरी झिल्ली प्रोटीन, या इन बैक्टीरिया के फ़िम्ब्रिया से जुड़े चिपकने वाले को बांधने के लिए जिम्मेदार एपिटोप्स को व्यक्त करना आवश्यक होगा। आंत्र म्यूकोसा। हाल ही में, ऐसे ही एक चिपकने वाले पदार्थ, FimH, का उपयोग चूहों को बैक्टीरिया से होने वाले दस्त से बचाने के लिए सफलतापूर्वक किया गया था।

"खाद्य" टीकों के विकास से जुड़ी एक और महत्वपूर्ण समस्या पौधों में विषम प्रतिजन की अभिव्यक्ति का स्तर है। चूंकि टीके के मौखिक प्रशासन के लिए पैरेंट्रल प्रशासन की तुलना में अधिक मात्रा में एंटीजन की आवश्यकता होती है, इसलिए पौधों में संश्लेषित एंटीजन की मात्रा, जो वर्तमान में कुल घुलनशील प्रोटीन का 0.3% से अधिक नहीं है, बढ़ाई जानी चाहिए। साथ ही, प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को प्रेरित करने के लिए अभिव्यक्ति का स्तर इतना ऊंचा होना चाहिए, लेकिन उस स्तर से नीचे जो एंटीजन के प्रति सहिष्णुता का कारण बनता है, जैसा कि नियमित भोजन में सेवन किए जाने वाले पदार्थों के साथ होता है। और चूंकि प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया (इम्यूनोजेनेसिटी बनाम सहनशीलता) एंटीजन-विशिष्ट हो सकती है, इसलिए प्रत्येक संभावित एंटीजन के लिए अभिव्यक्ति के स्तर को व्यक्तिगत रूप से चुनने की आवश्यकता होगी।

प्रयोगों से पता चलता है कि पौधों में एक विषम प्रतिजन की अभिव्यक्ति के स्तर को ऊतक-विशिष्ट प्रवर्तकों और संवर्द्धकों, प्रतिलेखन और अनुवाद संवर्द्धकों का उपयोग करके, परिवहन पेप्टाइड्स को जोड़कर और पौधों के लिए पसंदीदा कोडन का उपयोग करके संबंधित जीन के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को बदलकर बढ़ाया जा सकता है। . हालाँकि, इस सवाल पर कि कौन से पौधों का उपयोग करना सबसे अच्छा है और किस खाद्य अंग में एंटीजन को व्यक्त करना सबसे अच्छा है, इसके लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है, क्योंकि विभिन्न पौधों में ऐसे पदार्थ हो सकते हैं जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को अवरुद्ध या धीमा कर देते हैं या मनुष्यों और जानवरों के लिए जहरीले होते हैं, जैसे तम्बाकू कोशिकाओं में एल्कलॉइड के रूप में।

वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति की उपलब्धियों ने उत्पादन से लेकर रोजमर्रा की जिंदगी तक मानव गतिविधि के सभी क्षेत्रों को प्रभावित किया है। सदियों से, लोगों ने उत्पादन को स्वचालित करके, घरेलू उपकरण बनाकर आदि द्वारा खुद को शारीरिक तनाव से मुक्त करने की कोशिश की है। और, सामान्य तौर पर, उन्हें मुक्त कर दिया गया। परिणामस्वरूप, 20वीं सदी के अंत तक एक व्यक्ति का दैनिक ऊर्जा व्यय इसकी शुरुआत की तुलना में 1.5-2 गुना कम हो गया।

मानव स्वास्थ्य मुख्य रूप से वंशानुगत प्रवृत्ति (आनुवांशिकी) और पोषण द्वारा निर्धारित होता है। हर समय, खाद्य आपूर्ति का निर्माण किसी भी राज्य की समृद्धि की कुंजी और आधार रहा है। इसलिए, कोई भी राज्य रोकथाम परियोजनाओं और स्वास्थ्य कार्यक्रमों, पोषण संरचना में सुधार, जीवन की गुणवत्ता में सुधार, रुग्णता और मृत्यु दर को कम करने में रुचि रखता है। यह पोषण ही है जो हमें पर्यावरण से निकटता से जोड़ता है, और भोजन वह सामग्री है जिससे मानव शरीर का निर्माण होता है। इसलिए, इष्टतम पोषण के नियमों का ज्ञान हमें मानव स्वास्थ्य सुनिश्चित करने की अनुमति देता है। यह ज्ञान सरल है और इसमें निम्नलिखित शामिल हैं: जितनी ऊर्जा आप खर्च करते हैं उतनी ही ऊर्जा का उपभोग करें। दैनिक आहार का ऊर्जा मूल्य (कैलोरी सामग्री) दैनिक ऊर्जा व्यय के अनुरूप होना चाहिए। दूसरा भोजन की अधिकतम विविधता है, जो पोषक तत्वों (लगभग 600 आइटम) के लिए मनुष्यों की शारीरिक आवश्यकताओं के लिए भोजन की विभिन्न प्रकार की रासायनिक संरचना प्रदान करेगी। खाए गए भोजन में प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट, विटामिन, खनिज लवण, पानी, फाइबर, एंजाइम, स्वाद और निकालने वाले पदार्थ, छोटे घटक - बायोफ्लेवोनोइड्स, इंडोल्स, एंथोसायनाइड्स, आइसोफ्लेवोन्स और कई अन्य शामिल होने चाहिए। यदि इनमें से कम से कम एक घटक अपर्याप्त है, तो गंभीर स्वास्थ्य समस्याएं हो सकती हैं। और ऐसा होने से रोकने के लिए, एक व्यक्ति के दैनिक आहार में लगभग 32 विभिन्न खाद्य पदार्थ शामिल होने चाहिए।

शरीर में प्रवेश करने वाले पोषक तत्वों का इष्टतम अनुपात स्वास्थ्य और दीर्घायु बनाए रखने में मदद करता है। लेकिन, दुर्भाग्य से, दुनिया की अधिकांश आबादी में निम्नलिखित पोषक तत्वों की कमी है: संपूर्ण (पशु) प्रोटीन; पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड; विटामिन सी, बी, बी2, ई, फोलिक एसिड, रेटिनॉल, बीटा-कैरोटीन और अन्य; मैक्रो- और माइक्रोलेमेंट्स: Ca, Fe, Zn, F, Se, I और अन्य; फाइबर आहार। और ऐसे पशु वसा और आसानी से पचने योग्य कार्बोहाइड्रेट का अत्यधिक सेवन।

अधिकांश आबादी के लिए प्रोटीन की खपत में कमी औसतन 20% है, अधिकांश विटामिन और सूक्ष्म तत्वों की सामग्री उनके लिए अनुमानित आवश्यकताओं से 15-55% कम है, और आहार फाइबर 30% कम है। पोषण संबंधी स्थिति का उल्लंघन अनिवार्य रूप से स्वास्थ्य में गिरावट का कारण बनता है और, परिणामस्वरूप, बीमारियों का विकास होता है। यदि हम रूसी संघ की संपूर्ण जनसंख्या को 100% मानते हैं, तो केवल 20% स्वस्थ होंगे, कुरूपता की स्थिति में लोग (कम अनुकूली प्रतिरोध के साथ) - 40%, और पूर्व-बीमारी और बीमारी की स्थिति में - 20% प्रत्येक, क्रमशः।

सबसे आम पोषण पर निर्भर बीमारियों में निम्नलिखित हैं: एथेरोस्क्लेरोसिस; हाइपरटोनिक रोग; हाइपरलिपिडेमिया; मोटापा; मधुमेह; ऑस्टियोपोरोसिस; गठिया; कुछ घातक नियोप्लाज्म।

पिछले 10 वर्षों में रूसी संघ और यूक्रेन में जनसांख्यिकीय संकेतकों की गतिशीलता भी विशेष रूप से नकारात्मक रुझानों की विशेषता है। मृत्यु दर जन्म दर से लगभग दोगुनी है, जीवन प्रत्याशा न केवल विकसित देशों की तुलना में काफी कम है...

मृत्यु दर के कारणों की संरचना में, प्रमुख स्थान पर हृदय प्रणाली की विकृति और कैंसर - रोगों का कब्जा है, जिनका जोखिम, अन्य कारणों के अलावा, पोषण संबंधी विकारों पर निर्भर करता है।

विश्व में खाद्य उत्पादों की कमी को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए। 20वीं सदी के दौरान विश्व की जनसंख्या 1.5 से बढ़कर 6 अरब हो गई। उम्मीद है कि 2020 तक यह बढ़कर 8 बिलियन या उससे अधिक हो जाएगी - यह इस बात पर निर्भर करता है कि कौन गिनता है और कैसे। साफ़ है कि मुख्य मुद्दा इतनी संख्या में लोगों को खाना खिलाने का है. इस तथ्य के बावजूद कि पिछले 40 वर्षों में चयन और बेहतर कृषि संबंधी तरीकों की बदौलत कृषि उत्पादन में औसतन 2.5 गुना की वृद्धि हुई है, आगे की वृद्धि की संभावना कम लगती है। इसका मतलब यह है कि भविष्य में कृषि खाद्य उत्पादों की उत्पादन दर जनसंख्या वृद्धि दर से तेजी से पिछड़ जाएगी।

एक आधुनिक व्यक्ति प्रतिदिन लगभग 800 ग्राम भोजन और 2 लीटर पानी का उपभोग करता है। इस प्रकार, केवल एक दिन में लोग 4 मिलियन टन से अधिक भोजन खा जाते हैं। पहले से ही, वैश्विक खाद्य घाटा 60 मिलियन टन से अधिक है, और पूर्वानुमान निराशाजनक हैं...

पुराने तरीकों से खाद्य उत्पादन बढ़ाने की समस्या का समाधान अब संभव नहीं है। इसके अलावा, पारंपरिक कृषि प्रौद्योगिकियां नवीकरणीय नहीं हैं: पिछले 20 वर्षों में, मानवता ने उपजाऊ मिट्टी की परत का 15% से अधिक खो दिया है, और खेती के लिए उपयुक्त अधिकांश मिट्टी पहले से ही कृषि उत्पादन में शामिल हो चुकी है।

रूसी कृषि-औद्योगिक परिसर में हाल के वर्षों में विकसित हुई स्थिति का विश्लेषण जीवित आबादी में कमी और सभी प्रकार के कृषि उत्पादों के उत्पादन में 1.5 गुना से अधिक की गिरावट का संकेत देता है। प्राकृतिक और श्रम संसाधनों की शेष कुल मात्रा के साथ, संकट के कारण कृषि योग्य भूमि के उपयोग में भारी गिरावट आई, कृषि पारिस्थितिकी प्रणालियों की उत्पादकता में कमी आई और 30 मिलियन हेक्टेयर से अधिक अत्यधिक उत्पादक कृषि उपज को उत्पादन से बाहर कर दिया गया।

कृषि बाज़ार की स्थिति को स्थिर करने के लिए अब तक किए गए उपाय अप्रभावी और अपर्याप्त साबित हुए हैं। और खाद्य आयात सभी उचित सीमाओं से अधिक हो गया और खाद्य सुरक्षा पर प्रश्नचिह्न लग गया।

राष्ट्र के स्वास्थ्य, देश के विकास और सुरक्षा के लिए पोषण संरचना को अनुकूलित करने के महत्व के आधार पर, रूसी आबादी के पोषण में सुधार के लिए एक प्राथमिकता दिशा विकसित की गई है: संपूर्ण प्रोटीन की कमी को दूर करना; सूक्ष्म पोषक तत्वों की कमी का उन्मूलन; बच्चों के इष्टतम शारीरिक और मानसिक विकास के लिए परिस्थितियाँ बनाना; घरेलू और आयातित खाद्य उत्पादों की सुरक्षा सुनिश्चित करना; स्वस्थ पोषण के मामलों में जनसंख्या के ज्ञान के स्तर को बढ़ाना। आधुनिक खाद्य उत्पादन रणनीति का वैज्ञानिक आधार नए संसाधनों की खोज है जो मानव शरीर के लिए भोजन के रासायनिक घटकों का इष्टतम अनुपात प्रदान करते हैं। इस समस्या का समाधान सबसे पहले प्रोटीन और विटामिन के नए स्रोत ढूंढना है।

उदाहरण के लिए, पूर्ण प्रोटीन युक्त एक पौधा, जो अमीनो एसिड में पशु प्रोटीन से कम नहीं है, सोयाबीन है। आहार में इसके उत्पादों की शुरूआत आपको प्रोटीन की कमी के साथ-साथ विभिन्न छोटे घटकों, विशेष रूप से आइसोफ्लेवोन्स की कमी की भरपाई करने की अनुमति देती है।

खाद्य समस्या के समाधानों में से एक खाद्य उत्पादों और उनके घटकों का रासायनिक संश्लेषण है, और विटामिन की तैयारी के उत्पादन में कुछ सफलता पहले ही हासिल की जा चुकी है। संपूर्ण खाद्य उत्पाद प्राप्त करने के लिए एक बहुत ही आशाजनक और पहले से ही उपयोग की जाने वाली विधि तकनीकी प्रसंस्करण के दौरान प्रोटीन और विटामिन के साथ उनका संवर्धन है, अर्थात, किसी दिए गए रासायनिक संरचना के साथ भोजन का उत्पादन।

दूसरा तरीका सूक्ष्मजीवों को खाद्य उत्पादों के व्यक्तिगत घटकों के रूप में उपयोग करना है, क्योंकि सूक्ष्मजीवों की वृद्धि दर खेत जानवरों की वृद्धि दर से एक हजार गुना अधिक और पौधों की तुलना में 500 गुना अधिक है।

यह महत्वपूर्ण है कि सूक्ष्मजीवों की रासायनिक संरचना और उसके सुधार के निर्देशित आनुवंशिक पूर्वनिर्धारण की संभावना है, जो सीधे उनके पोषण मूल्य और उपयोग की संभावनाओं को निर्धारित करता है।

इस प्रकार, आने वाली सदी में, खाद्य उत्पादन उच्च आधुनिक प्रौद्योगिकियों के उपयोग के बिना नहीं हो पाएगा और विशेष रूप से, जैव प्रौद्योगिकी के उपयोग के बिना, खाद्य उत्पादों के उत्पादन के लिए सूक्ष्मजीवों का उपयोग किया जाएगा।

स्वस्थ जीवनशैली के महत्व के बारे में बढ़ती जागरूकता के साथ, ऐसे खाद्य उत्पादों की मांग बढ़ गई है जिनमें हानिकारक पदार्थ नहीं होते हैं। और यहां डीएनए टेक्नोलॉजिस्ट भाग लेने से बच नहीं सके।

ऊपर हम पहले ही चुकंदर का उल्लेख कर चुके हैं, जो फ्रुक्टेन का उत्पादन करता है - सुक्रोज का कम कैलोरी वाला विकल्प। यह परिणाम जेरूसलम आटिचोक से एक जीन को चुकंदर जीनोम में सम्मिलित करके प्राप्त किया गया था, जो एक एंजाइम को एनकोड करता है जो सुक्रोज को फ्रुक्टेन में परिवर्तित करता है। इस प्रकार, ट्रांसजेनिक चुकंदर पौधों में संचित सुक्रोज का 90% फ्रुक्टन में परिवर्तित हो जाता है।

"कार्यात्मक खाद्य" उत्पाद बनाने के काम का एक और उदाहरण डिकैफ़िनेटेड कॉफ़ी बनाने का प्रयास है। हवाई में वैज्ञानिकों की एक टीम ने एंजाइम ज़ैंथोसिन एन7-मिथाइलट्रांसफेरेज़ के लिए जीन को अलग कर दिया है, जो कॉफी की पत्तियों और बीन्स में कैफीन के संश्लेषण में महत्वपूर्ण पहले चरण को उत्प्रेरित करता है। एग्रोबैक्टीरियम की मदद से, इस जीन का एक एंटीसेंस संस्करण अरेबिका कॉफी टिशू कल्चर कोशिकाओं में डाला गया था। परिवर्तित कोशिकाओं के अध्ययन से पता चला कि उनमें कैफीन का स्तर सामान्य का केवल 2% था। यदि रूपांतरित पौधों के पुनर्जनन और प्रसार पर काम सफल होता है, तो उनके उपयोग से कॉफी के रासायनिक डिकैफ़िनेशन की प्रक्रिया से बचा जा सकेगा, जिससे न केवल $2.00 प्रति किलोग्राम कॉफी (प्रक्रिया की लागत) की बचत होगी, बल्कि स्वाद भी सुरक्षित रहेगा। इस तरह से पेय खराब हो जाता है, जो डिकैफ़िनेशन के दौरान आंशिक रूप से नष्ट हो जाता है।

विकासशील देशों, जहां करोड़ों लोग भूखे हैं, को विशेष रूप से बेहतर भोजन गुणवत्ता की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, दुनिया भर में उगाई जाने वाली फलियों में मेथिओनिन सहित कुछ सल्फर युक्त अमीनो एसिड की कमी होती है। अब फलियों में मेथिओनिन की सांद्रता बढ़ाने के लिए सक्रिय प्रयास किए जा रहे हैं। जीएम पौधों में, आरक्षित प्रोटीन की मात्रा को 25% तक बढ़ाना संभव है (यह अब तक सेम की कुछ किस्मों के लिए किया गया है)। एक अन्य उदाहरण जिसका उल्लेख पहले ही किया जा चुका है, वह ज्यूरिख के तकनीकी विश्वविद्यालय के प्रोफेसर पोट्रीकस द्वारा प्राप्त बीटा-कैरोटीन-समृद्ध "गोल्डन चावल" है। औद्योगिक ग्रेड हासिल करना एक उल्लेखनीय उपलब्धि होगी। चावल को विटामिन बी से समृद्ध करने का भी प्रयास किया जा रहा है, जिसकी कमी से एनीमिया और अन्य बीमारियाँ होती हैं।

फसल उत्पादों की गुणवत्ता विशेषताओं में सुधार के लिए कार्य विभिन्न प्रकार की समस्याओं को हल करने में आधुनिक डीएनए प्रौद्योगिकियों की क्षमताओं को अच्छी तरह से दर्शाता है।

शब्द "जैव प्रौद्योगिकी" औद्योगिक तरीकों के एक समूह को संदर्भित करता है जो उत्पादन के लिए जीवित जीवों और जैविक प्रक्रियाओं का उपयोग करता है। जैव प्रौद्योगिकी तकनीकें दुनिया जितनी ही पुरानी हैं - वाइन बनाना, ब्रेड पकाना, शराब बनाना, पनीर बनाना सूक्ष्मजीवों के उपयोग पर आधारित हैं और जैव प्रौद्योगिकी से भी संबंधित हैं।

आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी सेलुलर और आनुवंशिक इंजीनियरिंग पर आधारित है, जो मूल्यवान जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ - एंटीबायोटिक्स, हार्मोन, एंजाइम, इम्युनोमोड्यूलेटर, सिंथेटिक टीके, अमीनो एसिड, साथ ही खाद्य प्रोटीन प्राप्त करना और नई पौधों की किस्मों और जानवरों की नस्लों को बनाना संभव बनाती है। . नए दृष्टिकोणों का उपयोग करने का मुख्य लाभ प्राकृतिक संसाधनों पर उत्पादन की निर्भरता को कम करना, खेती के सबसे पर्यावरणीय और आर्थिक रूप से लाभकारी तरीकों का उपयोग करना है।

आनुवंशिक रूप से संशोधित पौधों के निर्माण से खेती की गई किस्मों के चयन की प्रक्रिया में तेजी लाना संभव हो जाता है, साथ ही उन गुणों वाली फसलें प्राप्त करना संभव हो जाता है जिन्हें पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके प्रजनन नहीं किया जा सकता है। फसलों का आनुवंशिक संशोधन उन्हें कीटनाशकों, कीटों और बीमारियों के प्रति प्रतिरोधी बनाता है, जिससे खेती, भंडारण के दौरान नुकसान कम होता है और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार होता है।

ट्रांसजेनिक फसलों की दूसरी पीढ़ी की क्या विशेषता है, जो पहले से ही औद्योगिक पैमाने पर उत्पादित की जा रही है? उनमें उच्च कृषि-तकनीकी विशेषताएँ होती हैं, अर्थात्, कीटों और खरपतवारों के प्रति अधिक प्रतिरोध, और इसलिए अधिक उपज होती है।

चिकित्सीय दृष्टिकोण से, ट्रांसजेनिक उत्पादों का महत्वपूर्ण लाभ यह है कि सबसे पहले, कीटनाशकों की अवशिष्ट मात्रा को काफी कम करना संभव था, जिससे प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों में मानव शरीर पर रासायनिक भार को कम करना संभव हो गया। दूसरे, पौधों को कीटनाशक गुण प्रदान करना, जिससे कीड़ों द्वारा उनकी क्षति में कमी आती है, और इससे अनाज की फसलों में फफूंदी का संक्रमण काफी हद तक कम हो जाता है। वे मायकोटॉक्सिन (विशेष रूप से, फूमोनिसिन, अनाज फसलों के प्राकृतिक संदूषक) का उत्पादन करने के लिए जाने जाते हैं जो मनुष्यों के लिए जहरीले होते हैं।

इस प्रकार, पहली और दूसरी पीढ़ी दोनों के जीएम उत्पाद मानव स्वास्थ्य पर न केवल अप्रत्यक्ष रूप से - पर्यावरण में सुधार के माध्यम से, बल्कि प्रत्यक्ष रूप से - कीटनाशकों की अवशिष्ट मात्रा और मायकोटॉक्सिन की सामग्री को कम करके भी सकारात्मक प्रभाव डालते हैं। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि ट्रांसजेनिक फसलों के कब्जे वाले क्षेत्र साल-दर-साल बढ़ रहे हैं।

लेकिन अब सबसे अधिक ध्यान बेहतर या संशोधित पोषण मूल्य वाले तीसरी पीढ़ी के उत्पादों के निर्माण पर दिया जाएगा, जो जलवायु कारकों, मिट्टी की लवणता के प्रतिरोधी होने के साथ-साथ लंबे समय तक शेल्फ जीवन और बेहतर स्वाद गुणों वाले होंगे, जो एलर्जी की अनुपस्थिति की विशेषता है। .

उपरोक्त गुणों के अलावा, चौथी पीढ़ी की फसलों में पौधों की वास्तुकला में बदलाव (उदाहरण के लिए, छोटा कद), फूल आने और फलने के समय में बदलाव की विशेषता होगी, जिससे बीच में उष्णकटिबंधीय फल उगाना संभव हो जाएगा। क्षेत्र, आकार, आकार और फलों की संख्या में परिवर्तन, प्रकाश संश्लेषण की दक्षता में वृद्धि, और आत्मसात के बढ़े हुए स्तर के साथ पोषक तत्वों का उत्पादन, यानी शरीर द्वारा बेहतर अवशोषित।

आनुवंशिक संशोधन विधियों में सुधार के साथ-साथ मानव शरीर में भोजन और चयापचय के कार्यों के बारे में ज्ञान बढ़ाने से न केवल पर्याप्त पोषण प्रदान करने के लिए, बल्कि स्वास्थ्य को बढ़ावा देने और बीमारी को रोकने के लिए डिज़ाइन किए गए उत्पादों का उत्पादन करना संभव हो जाएगा।

पादप डीएनए प्रौद्योगिकी के आशाजनक क्षेत्रों में से एक बायोरिएक्टर पौधों का निर्माण है जो दवा, फार्माकोलॉजी आदि में आवश्यक प्रोटीन का उत्पादन करने में सक्षम हैं। बायोरिएक्टर पौधों के फायदों में भोजन और रखरखाव की आवश्यकता का अभाव, निर्माण और प्रजनन में सापेक्ष आसानी शामिल है। और उच्च उत्पादकता. इसके अलावा, विदेशी प्रोटीन पौधों में प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया का कारण नहीं बनते हैं, जो जानवरों में हासिल करना मुश्किल है।

जैविक रूप से सक्रिय प्रोटीन का एक पूरा सेट प्राप्त करने की आवश्यकता है, जो विशिष्ट ऊतकों या उत्पादों में संश्लेषण के बहुत कम स्तर के कारण, क्रिया के तंत्र का अध्ययन करने, व्यापक उपयोग या अतिरिक्त अनुप्रयोग के क्षेत्रों की पहचान के लिए उपलब्ध नहीं है। इन प्रोटीनों में, उदाहरण के लिए, लैक्टोफेरिन शामिल है, जो स्तनधारी दूध और रक्त ल्यूकोसाइट्स में कम मात्रा में पाया जाता है।

ह्यूमन लैक्टोफेरिन (एचएलएफ) छोटे बच्चों के जठरांत्र संबंधी संक्रामक रोगों की रोकथाम और उपचार के लिए एक पोषण पूरक और चिकित्सीय दवा के रूप में उपयोग के लिए आशाजनक है, जिससे घातक और कई वायरल (एड्स) रोगों के प्रति शरीर की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया बढ़ जाती है। मवेशियों के दूध से लैक्टोफेरिन प्राप्त करने से, इसकी कम सामग्री के कारण, दवा की लागत अधिक हो जाती है। तंबाकू कोशिकाओं में लैक्टोफेरिन जीन के सीडीएनए को शामिल करके, कई कैलस ऊतक प्राप्त किए गए, जो एक संक्षिप्त लैक्टोफेरिन को संश्लेषित करते थे, जिसके जीवाणुरोधी गुण देशी लैक्टोफेरिन के जीवाणुरोधी गुणों की तुलना में काफी मजबूत थे। तम्बाकू कोशिकाओं में इस ट्रंकेटेड लैक्टोफेरिन की सांद्रता 0.6-2.5% थी।

जीन को पौधे के जीनोम में डाला जाता है, जिसके उत्पाद मनुष्यों और जानवरों में प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न करते हैं, उदाहरण के लिए, विभिन्न रोगों के रोगजनकों के आवरण प्रोटीन, विशेष रूप से हैजा, हेपेटाइटिस, दस्त, साथ ही प्लाज्मा के एंटीजन के लिए। कुछ ट्यूमर की झिल्ली.

ऐसे ट्रांसजेनिक पौधे बनाए जा रहे हैं जिनमें ऐसे जीन होते हैं जो मनुष्यों में हार्मोन थेरेपी के लिए आवश्यक कुछ हार्मोन उत्पन्न करते हैं, इत्यादि।

टीके बनाने के लिए पौधों के उपयोग का एक उदाहरण स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में किया गया कार्य है। कार्य में, आधुनिक तम्बाकू मोज़ेक वायरस का उपयोग करके कैंसर के एक रूप के प्रति एंटीबॉडी प्राप्त की गईं, जिसमें लिम्फोमा इम्युनोग्लोबुलिन के हाइपरवेरिएबल क्षेत्र को एकीकृत किया गया था। आधुनिक वायरस से संक्रमित पौधों ने नैदानिक ​​​​उपयोग के लिए पर्याप्त मात्रा में सही संरचना के एंटीबॉडी का उत्पादन किया। जिन चूहों को एंटीबॉडी मिली उनमें से 80% चूहे लिंफोमा से बच गए, जबकि जिन चूहों को टीका नहीं मिला वे सभी मर गए। प्रस्तावित विधि किसी को नैदानिक ​​​​उपयोग के लिए पर्याप्त मात्रा में रोगी-विशिष्ट एंटीबॉडी जल्दी से प्राप्त करने की अनुमति देती है।

एंटीबॉडी का उत्पादन करने के लिए पौधों का उपयोग करने की काफी संभावनाएं हैं। केविन उज़ील और उनके सहयोगियों ने दिखाया कि सोयाबीन द्वारा उत्पादित एंटीबॉडी चूहों को हर्पीस वायरस के संक्रमण से प्रभावी ढंग से बचाती है। स्तनधारी कोशिका संस्कृतियों में उत्पादित एंटीबॉडी की तुलना में, पौधों में उत्पादित एंटीबॉडी के भौतिक गुण समान थे, मानव कोशिकाओं में स्थिर रहे, और वायरस को बांधने और बेअसर करने की उनकी क्षमता में कोई अंतर नहीं था। नैदानिक ​​​​परीक्षणों से पता चला है कि तंबाकू द्वारा उत्पादित एंटीबॉडी के उपयोग ने दंत क्षय का कारण बनने वाले उत्परिवर्ती स्ट्रेप्टोकोकी के प्रसार को प्रभावी ढंग से रोका है।

इंसुलिन-निर्भर मधुमेह के खिलाफ आलू द्वारा निर्मित एक टीका विकसित किया गया था। एक काइमेरिक प्रोटीन जिसमें आलू के कंदों में जमा हैजा विष और प्रोइन्सुलिन की सबयूनिट बी शामिल है। सबयूनिट बी की उपस्थिति कोशिकाओं द्वारा इस उत्पाद को ग्रहण करने की सुविधा प्रदान करती है, जिससे टीका 100 गुना अधिक प्रभावी हो जाता है। मधुमेह से पीड़ित चूहों को इंसुलिन की माइक्रोग्राम मात्रा के साथ कंद खिलाने से रोग की प्रगति धीमी हो गई।

अपने कार्यों के माध्यम से, मनुष्य ने पृथ्वी पर जीवन के क्रमिक विकास में हस्तक्षेप किया और मनुष्य से स्वतंत्र जीवमंडल के अस्तित्व को नष्ट कर दिया। लेकिन वह जीवमंडल को नियंत्रित करने वाले मौलिक कानूनों को खत्म करने और खुद को उनके प्रभाव से मुक्त करने में विफल रहे।

जीवित केंद्रों से अगली प्रलय के बाद पुनर्जीवित होना, अनुकूलन करना और विकसित होना, जीवन, फिर भी, हर समय विकास की एक मुख्य दिशा थी। यह राउलियर के ऐतिहासिक विकास के नियम द्वारा निर्धारित किया गया था, जिसके अनुसार, जीवन की प्रगति और विकास की अपरिवर्तनीयता के ढांचे के भीतर, हर चीज पर्यावरणीय परिस्थितियों से स्वतंत्रता के लिए प्रयास करती है। ऐतिहासिक प्रक्रिया में, ऐसी इच्छा संगठन की जटिलता को बढ़ाकर साकार की जाती है, जो संरचना और कार्यों के बढ़ते भेदभाव में व्यक्त होती है। इस प्रकार, विकास चक्र के प्रत्येक क्रमिक मोड़ पर, जीव तेजी से जटिल तंत्रिका तंत्र और उसके केंद्र - मस्तिष्क के साथ प्रकट होते हैं। 19वीं सदी के विकासवादी वैज्ञानिक उन्होंने विकास की इस दिशा को "सेफ़लाइज़ेशन" (ग्रीक "सेफ़लॉन" - मस्तिष्क से) कहा। हालांकि, प्राइमेट्स के सेफ़लाइज़ेशन और उनके शरीर की जटिलता ने अंततः एक जैविक प्रजाति के रूप में मानवता को जैविक नियम के अनुसार विलुप्त होने के कगार पर ला दिया। विकास में तेजी, जिसके अनुसार जैविक प्रणाली की जटिलता का अर्थ है प्रजातियों के अस्तित्व की औसत अवधि में कमी और इसके विकास की दर में वृद्धि। उदाहरण के लिए, एक पक्षी प्रजाति का औसत जीवनकाल 2 मिलियन वर्ष, स्तनधारियों - 800 हजार वर्ष, मनुष्यों के पैतृक रूपों - 200-500 हजार वर्ष है। मनुष्य की आधुनिक उप-प्रजाति, कुछ विचारों के अनुसार, केवल 50 से 100 हजार वर्षों से अस्तित्व में है, लेकिन कई वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि इसकी आनुवंशिक क्षमताएं और भंडार समाप्त हो गए हैं (डेलेक्सेंको, केइसेविच, 1997)।

लगभग 1.5-3 मिलियन वर्ष पहले, जब उन्होंने पहली बार आग का उपयोग करना शुरू किया था, आधुनिक मनुष्य के पूर्वजों ने एक ऐसे रास्ते पर प्रस्थान किया जो जीवमंडल के साथ टकराव को तीव्र करता है और आपदा की ओर ले जाता है। इस क्षण से, मनुष्य और जीवमंडल के रास्ते अलग हो गए, उनका टकराव शुरू हो गया, जिसका परिणाम जीवमंडल का पतन या एक प्रजाति के रूप में मनुष्य का लुप्त होना हो सकता है।

मानवता सभ्यता की किसी भी उपलब्धि से इंकार नहीं कर सकती, भले ही वे विनाशकारी हों: जानवरों के विपरीत, जो केवल नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करते हैं, और जीवमंडल की बायोमास को स्व-प्रजनन करने की क्षमता के लिए पर्याप्त मात्रा में, मानवता इतनी अधिक नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग करके भी जीवित रह सकती है गैर-नवीकरणीय ऊर्जा वाहक और ऊर्जा स्रोतों के रूप में। इस क्षेत्र में नये-नये आविष्कार इस टकराव को और तीव्र करते हैं।

ट्रांसजेनिक पौधों के उपयोग के नवीनतम क्षेत्रों में से एक फाइटोरेमेडिएशन के लिए उनका उपयोग है - मिट्टी, पाउंड पानी आदि का शुद्धिकरण। - प्रदूषकों से: भारी धातुएँ, रेडियोन्यूक्लाइड और अन्य हानिकारक यौगिक।

प्राकृतिक पदार्थों (तेल, भारी धातु, आदि) और सिंथेटिक यौगिकों (ज़ेनोबायोटिक्स) के साथ पर्यावरण प्रदूषण, जो अक्सर सभी जीवित चीजों के लिए जहरीला होता है, साल दर साल बढ़ रहा है। जीवमंडल के आगे प्रदूषण को कैसे रोका जाए और इसके मौजूदा फॉसी को कैसे खत्म किया जाए? इसका एक तरीका आनुवंशिक प्रौद्योगिकियों का उपयोग है। उदाहरण के लिए, जीवित जीव, मुख्यतः सूक्ष्मजीव। इस दृष्टिकोण को "बायोरेमेडिएशन" कहा जाता है - जैव प्रौद्योगिकी जिसका उद्देश्य पर्यावरण की रक्षा करना है। औद्योगिक जैव प्रौद्योगिकी के विपरीत, जिसका मुख्य लक्ष्य सूक्ष्मजीवों के उपयोगी चयापचयों को प्राप्त करना है, प्रदूषण नियंत्रण में अनिवार्य रूप से पर्यावरण में सूक्ष्मजीवों की "रिलीज़" शामिल होती है, जिसके लिए इसके साथ उनकी बातचीत की गहन समझ की आवश्यकता होती है। सूक्ष्मजीव जैव निम्नीकरण उत्पन्न करते हैं - खतरनाक यौगिकों का विनाश जो उनमें से अधिकांश के लिए सामान्य सब्सट्रेट नहीं हैं। जटिल कार्बनिक यौगिकों के क्षरण के लिए जैव रासायनिक मार्ग बहुत व्यापक हो सकते हैं (उदाहरण के लिए, नेफ़थलीन और इसके डेरिवेटिव एक दर्जन विभिन्न एंजाइमों द्वारा नष्ट हो जाते हैं)।

बैक्टीरिया में कार्बनिक यौगिकों का क्षरण अक्सर प्लास्मिड द्वारा नियंत्रित होता है। इन्हें डिग्रेडेशन प्लास्मिड या डी-प्लास्मिड कहा जाता है। वे सैलिसिलेट, नेफ़थलीन, कपूर, ऑक्टेन, टोल्यूनि, ज़ाइलीन, बाइफिनाइल आदि जैसे यौगिकों को विघटित करते हैं। अधिकांश डी-प्लास्मिड जीनस स्यूडोमोनास के बैक्टीरिया के मिट्टी के उपभेदों में पृथक थे। लेकिन अन्य जीवाणुओं में भी ये होते हैं: एल्कल्कजेनेस, फ्लेवोबैक्टीरियम, आर्थ्रोबैक्टर, आदि। भारी धातुओं के प्रतिरोध को नियंत्रित करने वाले प्लास्मिड कई स्यूडोमोनैड्स में पाए गए हैं। जैसा कि विशेषज्ञ कहते हैं, लगभग सभी डी-प्लास्मिड संयुग्मी होते हैं, अर्थात्। संभावित प्राप्तकर्ता की कोशिकाओं में स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित होने में सक्षम हैं।

डी-प्लास्मिड किसी कार्बनिक यौगिक के विनाश के प्रारंभिक चरण और उसके पूर्ण अपघटन दोनों को नियंत्रित कर सकता है। पहले प्रकार में ओसीटी प्लास्मिड शामिल है, जो एलिफैटिक हाइड्रोकार्बन के एल्डिहाइड में ऑक्सीकरण को नियंत्रित करता है। इसमें मौजूद जीन दो एंजाइमों की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हैं: हाइड्रॉक्सिलेज़, जो हाइड्रोकार्बन को अल्कोहल में परिवर्तित करता है, और अल्कोहल डिहाइड्रोजनेज, जो अल्कोहल को एल्डिहाइड में ऑक्सीकरण करता है। आगे ऑक्सीकरण एंजाइमों द्वारा किया जाता है, जिसका संश्लेषण गुणसूत्र जीन द्वारा किया जाता है। हालाँकि, अधिकांश डी-प्लास्मिड दूसरे प्रकार के हैं।

पारा-प्रतिरोधी बैक्टीरिया मेर ए जीन को व्यक्त करते हैं, जो पारा परिवहन और विषहरण के लिए एक प्रोटीन को एनकोड करता है। एक संशोधित मेर ए जीन निर्माण का उपयोग तम्बाकू, रेपसीड, चिनार और अरेबिडोप्सिस को बदलने के लिए किया गया था। हाइड्रोपोनिक संस्कृति में, इस जीन वाले पौधे जलीय वातावरण से 80% तक पारा आयन निकालते हैं। हालाँकि, ट्रांसजेनिक पौधों की वृद्धि और चयापचय को दबाया नहीं गया। पारे का प्रतिरोध बीज पीढ़ियों के माध्यम से पारित किया गया था।

जब मेर ए जीन के तीन संशोधित निर्माणों को ट्यूलिप पेड़ (लिरियोडेंड्रोन ट्यूलिपिफेरा) में पेश किया गया था, तो परिणामी लाइनों में से एक के पौधों को मर्क्यूरिक क्लोराइड (एचजीसीआई 2) की सांद्रता की उपस्थिति में तेजी से विकास दर की विशेषता थी जो खतरनाक थे। नियंत्रण संयंत्र. इस श्रेणी के पौधों ने पारे को कम विषैले तात्विक रूप में ग्रहण किया और परिवर्तित किया तथा नियंत्रित पौधों की तुलना में 10 गुना अधिक आयनिक पारे का वाष्पोत्सर्जन किया। वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि इस प्रजाति के ट्रांसजेनिक पेड़ों से वाष्पित हुआ मौलिक पारा तुरंत हवा में घुल जाएगा।

भारी धातुएँ कृषि उत्पादन में प्रयुक्त भूमि प्रदूषकों का हिस्सा हैं। कैडमियम के मामले में, यह ज्ञात है कि अधिकांश पौधे इसे जड़ों में जमा करते हैं, जबकि कुछ पौधे, जैसे लेट्यूस और तंबाकू, इसे मुख्य रूप से पत्तियों में जमा करते हैं। कैडमियम मुख्य रूप से औद्योगिक उत्सर्जन से और फॉस्फेट उर्वरकों में अशुद्धता के रूप में मिट्टी में प्रवेश करता है।

मनुष्यों और जानवरों के शरीर में कैडमियम के सेवन को कम करने के तरीकों में से एक ट्रांसजेनिक पौधों का उत्पादन हो सकता है जो पत्तियों में इस धातु की थोड़ी मात्रा जमा करते हैं। यह दृष्टिकोण उन पौधों की प्रजातियों के लिए मूल्यवान है जिनकी पत्तियों का उपयोग भोजन या पशु चारे के रूप में किया जाता है।

आप मेटालोथायोनिन, छोटे सिस्टीन युक्त प्रोटीन का भी उपयोग कर सकते हैं जो भारी धातुओं को बांध सकते हैं। स्तनधारी मेटालोथायोनिन को पौधों में क्रियाशील दिखाया गया है। मेटालोथायोनीन जीन व्यक्त करने वाले ट्रांसजेनिक पौधे प्राप्त किए गए, और यह दिखाया गया कि ये पौधे नियंत्रित पौधों की तुलना में कैडमियम के प्रति अधिक प्रतिरोधी थे।

स्तनधारी एचएमटीआईआई जीन वाले ट्रांसजेनिक पौधों में नियंत्रण की तुलना में तनों में 60-70% कम कैडमियम सांद्रता थी, और जड़ों से तनों तक कैडमियम का स्थानांतरण भी कम हो गया था - अवशोषित कैडमियम का केवल 20% तनों तक पहुंचाया गया था।

पौधे भारी धातुओं को मिट्टी या पानी से निकालकर जमा करने के लिए जाने जाते हैं। फाइटोरेमीडिएशन, जिसे फाइटोएक्सट्रैक्शन और राइजोफिल्ट्रेशन में विभाजित किया गया है, इस संपत्ति पर आधारित है। फाइटोएक्सट्रैक्शन से तात्पर्य मिट्टी से भारी धातुओं को निकालने के लिए तेजी से बढ़ने वाले पौधों के उपयोग से है। राइजोफिल्टरेशन पौधों की जड़ों द्वारा पानी से जहरीली धातुओं का अवशोषण और सांद्रण है। जिन पौधों ने धातुओं को अवशोषित कर लिया है उन्हें खाद बना दिया जाता है या जला दिया जाता है। पौधे अपनी संचय क्षमता में स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं। इस प्रकार, ब्रसेल्स स्प्राउट्स 3.5% तक सीसा (पौधे के सूखे वजन से), और इसकी जड़ें - 20% तक जमा कर सकते हैं। यह पौधा तांबा, निकल, क्रोमियम, जस्ता आदि का भी सफलतापूर्वक संचय करता है। रेडियोन्यूक्लाइड्स से मिट्टी और पानी को साफ करने के लिए फाइटोरेमेडिएशन भी आशाजनक है। लेकिन जहरीले कार्बनिक यौगिक पौधों द्वारा विघटित नहीं होते हैं, यहां सूक्ष्मजीवों का उपयोग करना अधिक आशाजनक है। हालाँकि कुछ लेखक फाइटोरेमेडिएशन के दौरान कार्बनिक प्रदूषकों की सांद्रता को कम करने पर जोर देते हैं, लेकिन वे मुख्य रूप से पौधों द्वारा नहीं, बल्कि उनके राइजोस्फीयर में रहने वाले सूक्ष्मजीवों द्वारा नष्ट होते हैं।

अल्फाल्फा का सहजीवी नाइट्रोजन फिक्सर राल्ज़ोबियम मेलिटोटज कई जीनों से लैस था जो ईंधन में निहित गैसोलीन, टोल्यूइन और ज़ाइलीन के अपघटन को अंजाम देता है। अल्फाल्फा की गहरी जड़ प्रणाली आपको पेट्रोलियम उत्पादों से दूषित मिट्टी को 2-2.5 मीटर की गहराई तक साफ करने की अनुमति देती है।

यह याद रखना चाहिए कि अधिकांश ज़ेनोबायोटिक्स पिछले 50 वर्षों में पर्यावरण में दिखाई दिए हैं। लेकिन प्रकृति में पहले से ही सूक्ष्मजीव हैं जो उन्हें पुनर्चक्रित करने में सक्षम हैं। इससे पता चलता है कि सूक्ष्मजीवों की आबादी में आनुवंशिक घटनाएं बहुत तेज़ी से घटित होती हैं जो उनके विकास, या अधिक सटीक रूप से, सूक्ष्म विकास को निर्धारित करती हैं। चूंकि हमारी तकनीकी सभ्यता के संबंध में ज़ेनोबायोटिक्स की संख्या बढ़ रही है, इसलिए सूक्ष्मजीवों के चयापचय और उनकी चयापचय क्षमताओं की सामान्य समझ होना महत्वपूर्ण है। इस सब के लिए एक नए विज्ञान - मेटाबोलॉमिक्स के विकास की आवश्यकता थी। यह इस तथ्य पर आधारित है कि उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप बैक्टीरिया नए यौगिकों को संसाधित करने की क्षमता प्राप्त कर सकते हैं। एक नियम के रूप में, इसके लिए कई क्रमिक उत्परिवर्तन या अन्य प्रकार के सूक्ष्मजीवों में पहले से मौजूद नए जीन सिस्टम की शुरूआत की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, एक स्थिर ऑर्गेनोहैलोजन यौगिक के अपघटन के लिए विभिन्न सूक्ष्मजीवों की कोशिकाओं में स्थित आनुवंशिक जानकारी की आवश्यकता होती है। प्रकृति में, इस तरह की सूचना का आदान-प्रदान क्षैतिज जीन स्थानांतरण के कारण होता है, और प्रयोगशालाओं में, प्रकृति से ली गई डीएनए प्रौद्योगिकी विधियों का उपयोग किया जाता है।

फाइटो- और बायोरेमेडिएशन का आगे का विकास, विशेष रूप से, पौधों और राइजोस्फीयर सूक्ष्मजीवों के उपयोग से जुड़ी एक जटिल समस्या है। पौधे मिट्टी से भारी धातुओं को सफलतापूर्वक निकाल लेंगे, और राइजोस्फीयर बैक्टीरिया कार्बनिक यौगिकों को विघटित कर देंगे, फाइटोरेमेडिएशन की दक्षता में वृद्धि करेंगे, पौधों के विकास को बढ़ावा देंगे, और पौधे - उनकी जड़ों पर रहने वाले सूक्ष्मजीवों के विकास को बढ़ावा देंगे।

पर्यावरण प्रदूषण को पारिस्थितिक तंत्र की एक बीमारी माना जा सकता है, और बायोरेमेडिएशन को एक उपचार माना जा सकता है। इसे पर्यावरण प्रदूषण के कारण होने वाली असंख्य मानव बीमारियों की रोकथाम के रूप में भी माना जाना चाहिए। सफाई के अन्य तरीकों की तुलना में यह काफी सस्ता है। फैले हुए प्रदूषण (कीटनाशक, तेल और पेट्रोलियम उत्पाद, ट्रिनिट्रोटोलुइन, जो कई भूमि को प्रदूषित करता है) के मामले में, इसका कोई विकल्प नहीं है। पर्यावरण को प्रदूषण से मुक्त करने में, सही ढंग से प्राथमिकता देना, किसी विशेष प्रदूषण से जुड़े जोखिमों को कम करना और किसी विशेष यौगिक के गुणों और सबसे पहले मानव स्वास्थ्य पर उसके प्रभाव को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है। पर्यावरण में जीएम सूक्ष्मजीवों की शुरूआत को विनियमित करने के लिए विधायी कृत्यों और नियमों की आवश्यकता है, जिससे किसी भी प्रदूषक से शुद्धिकरण की विशेष उम्मीदें हैं। औद्योगिक जैव प्रौद्योगिकी के विपरीत, जहां सभी प्रक्रिया मापदंडों को सख्ती से नियंत्रित किया जा सकता है, बायोरेमेडिएशन एक खुली प्रणाली में किया जाता है, जहां ऐसा नियंत्रण मुश्किल होता है। एक निश्चित सीमा तक, यह हमेशा "जानकारी" होती है, एक प्रकार की कला।

तेल उत्पादों को शुद्ध करने में सूक्ष्मजीवों का पूरा लाभ तब प्रदर्शित हुआ, जब एक टैंकर दुर्घटना के बाद, अलास्का के तट से दूर समुद्र में 5000 m3 तेल फैल गया। लगभग 1.5 हजार किमी समुद्र तट तेल से दूषित हो गया था। यांत्रिक सफाई में 11 हजार कर्मचारी और विभिन्न प्रकार के उपकरण शामिल थे (इसकी लागत प्रति दिन 1 मिलियन डॉलर थी)। लेकिन एक और तरीका था: समानांतर में, किनारे को साफ करने के लिए, मिट्टी में नाइट्रोजन उर्वरक मिलाया गया, जिससे प्राकृतिक सूक्ष्मजीव समुदायों के विकास में तेजी आई। इससे तेल का अपघटन 3-5 गुना तेज हो गया। परिणामस्वरूप, प्रदूषण, जिसके परिणाम, गणना के अनुसार, 10 वर्षों के बाद भी महसूस किए जा सकते थे, 2 वर्षों में पूरी तरह समाप्त हो गया, बायोरेमेडिएशन पर 1 मिलियन डॉलर से भी कम खर्च किया गया।

बायोरेमेडिएशन के विकास, प्रौद्योगिकियों और इसके अनुप्रयोग के तरीकों के लिए आनुवंशिकी और आणविक जीव विज्ञान, पारिस्थितिकी और अन्य विषयों के क्षेत्र में एक अंतःविषय दृष्टिकोण और विशेषज्ञों के सहयोग की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, जेनेटिक इंजीनियरिंग के उपयोग के क्षेत्र बहुत विविध और व्यापक हैं, और उनमें से कुछ शानदार हैं और साथ ही परिणामों की प्राप्ति के मामले में बहुत आशाजनक हैं।

पर्यावरणीय परिवर्तनों के प्रति जीवित जीवों की प्रतिक्रिया का अध्ययन करना इन परिवर्तनों, विशेषकर मानवजनित मूल के परिवर्तनों के जैव विविधता पर प्रभाव का आकलन करने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है, जिसका संरक्षण मानव सभ्यता का सबसे महत्वपूर्ण कार्य है।

आर्थिक सहयोग और विकास संगठन (ओईसीडी) के अनुसार, बायोरेमेडिएशन के लिए संभावित बाजार $75 बिलियन से अधिक है। पर्यावरण की रक्षा के लिए जैव प्रौद्योगिकी को तेजी से अपनाना, कुछ हद तक इस तथ्य के कारण है कि वे अन्य उपचारों की तुलना में बहुत सस्ते हैं। प्रौद्योगिकियाँ। ओईसीडी के अनुसार, बायोरेमेडिएशन के स्थानीय, क्षेत्रीय और वैश्विक निहितार्थ हैं, और उपचार के लिए प्राकृतिक जीवों और जीएमओ दोनों का तेजी से उपयोग किया जाएगा।

जीवाश्म ऊर्जा के सीमित भंडार को ध्यान में रखते हुए, अब नए प्रकार के ईंधन - मीथेन, हाइड्रोजन, आदि के साथ-साथ नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के उपयोग की संभावना पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। हालाँकि, समग्र ऊर्जा संतुलन में, पर्यावरण के अनुकूल ऊर्जा स्रोत जैसे सूर्य, समुद्री धाराएँ, पानी, हवा, आदि की ऊर्जा, उनके कुल उत्पादन का 20% से अधिक नहीं हो सकती है। इस स्थिति में, सबसे आशाजनक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों में से एक बायोमास है, इसके उपयोग के तरीकों में लगातार सुधार किया जा रहा है। इसी समय, प्रत्यक्ष दहन के साथ-साथ, जैव रूपांतरण प्रक्रियाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, अल्कोहलिक और अवायवीय किण्वन, थर्मल रूपांतरण, गैसीकरण, पायरोलिसिस, आदि। उदाहरण के लिए, ब्राजील में, अमेज़ॅन बेसिन में, खेती के अंतर्गत आने वाला क्षेत्र शराब के उत्पादन के लिए कसावा और गन्ने का उपयोग बढ़ रहा है, जिसका उपयोग आयातित तेल के बजाय ईंधन योज्य के रूप में किया जाता है। इसी उद्देश्य से, देश के उत्तर-पूर्वी क्षेत्रों में लगभग 6 मिलियन हेक्टेयर भूमि पर व्याप्त काली विलो की प्राकृतिक झाड़ियों का दोहन शुरू हो गया है।

यदि भारत, चीन और कुछ अन्य देशों में बायोगैस का उत्पादन करने के लिए कृषि अपशिष्टों का पुनर्चक्रण किया जाता है, तो स्वीडन, जर्मनी, ब्राजील, संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा में, इथेनॉल ईंधन अल्कोहल का उत्पादन करने के लिए कृषि फसलें विशेष रूप से उगाई जाती हैं। जीवाश्म ईंधन का एक प्रभावी विकल्प रेपसीड और रेपसीड तेल है, जिसके वसंत रूपों की खेती रूस में आर्कटिक सर्कल तक की जा सकती है। सोयाबीन, सूरजमुखी और अन्य फसलें भी जैव ईंधन उत्पादन के लिए वनस्पति तेलों का स्रोत हो सकती हैं। ब्राजील में ईंधन इथेनॉल का उत्पादन करने के लिए गन्ने का उपयोग तेजी से किया जा रहा है, और संयुक्त राज्य अमेरिका में मकई का उपयोग किया जा रहा है।

चीनी चुकंदर के लिए ऊर्जा दक्षता गुणांक (उपयोगी उत्पादों की कुल ऊर्जा लागत और इसके उत्पादन के लिए सभी ऊर्जा लागतों का अनुपात) 1.3 है; चारा घास - 2.1; रेपसीड - 2.6; गेहूं का भूसा - 2.9. इसके अलावा, फीडस्टॉक के रूप में 60 क्विंटल गेहूं के भूसे का उपयोग करके, प्रत्येक हेक्टेयर से 10 हजार मीटर 3 जनरेटर गैस या 57.1 जीजे प्राप्त किया जा सकता है।

कई देशों में तेल, गैस और कोयले के प्राकृतिक संसाधनों की तेजी से कमी के कारण, तथाकथित तेल-असर वाले पौधों पर विशेष ध्यान दिया जाता है - यूफोरबिया लैथिरिस (तेल स्पर्ज) और यूफोरबिया परिवार (कुफारबियासिया) से ई.तिरुकैल्ली। लेटेक्स युक्त, टेरपेन्स की संरचना इसकी विशेषताओं में उच्च गुणवत्ता वाले तेल के समान है। इसी समय, इन पौधों के शुष्क द्रव्यमान की उपज लगभग 20 टन/हेक्टेयर है, और उत्तरी कैलिफोर्निया की स्थितियों में तेल जैसे उत्पाद की उपज (यानी प्रति वर्ष 200-400 मिमी वर्षा के क्षेत्र में) ) प्रति 1 हेक्टेयर 65 बैरल कच्चे माल तक पहुंच सकता है। नतीजतन, जीवाश्म ईंधन के विकल्प के रूप में पौधे उगाना अधिक लाभदायक है, क्योंकि प्रत्येक हेक्टेयर से आप 3,600 से अधिक पेट्रोडॉलर प्राप्त कर सकते हैं, जो अनाज के बराबर 460 सी/हेक्टेयर होगा, यानी। अमेरिका और कनाडा में गेहूं की औसत उपज का 20 गुना। यदि हम सुप्रसिद्ध अमेरिकी नारे "हर बैरल तेल के लिए एक बुशल अनाज" को याद करते हैं, तो तेल, गैस और अनाज की आज की कीमतों पर इसका मतलब लगभग 25 पेट्रोडॉलर के लिए 1 अनाज डॉलर का विनिमय है। बेशक, तेल की एक बैरल शाब्दिक अर्थ में अनाज के एक बुशल की जगह नहीं लेगी, और हर क्षेत्र इस प्रकार के पौधों की खेती करने में सक्षम नहीं होगा। लेकिन लक्षित पौधों के चयन के माध्यम से वैकल्पिक ईंधन प्राप्त करना अत्यधिक उत्पादक एग्रोफाइटोकेनोज़ के तकनीकी-ऊर्जा घटक को फसल उत्पादन की तीव्रता में एक पुनरुत्पादन योग्य और पर्यावरण के अनुकूल कारक में बदल देता है, और निश्चित रूप से, यह जैसे देशों के लिए सबसे दर्द रहित समाधानों में से एक है। यूक्रेन - ऊर्जा (बायोडीजल, स्नेहक, आदि) सहित नवीकरणीय संसाधनों के रूप में बड़े पैमाने पर पौधों का उपयोग करने के लिए। उदाहरण के लिए, शीतकालीन रेपसीड का उत्पादन पहले से ही ऊर्जा खपत और ऊर्जा उत्पादन का अनुपात 1:5 प्रदान करता है।

चयन के आधुनिक चरण का मूल बिंदु यह स्पष्ट समझ है कि आनुवंशिक इंजीनियरिंग तकनीकों के उपयोग सहित इसके विकास का आधार जैव विविधता है।

पादप साम्राज्य का विकास प्रजातियों की संख्या और उनकी "पारिस्थितिक विशेषज्ञता" को बढ़ाने के मार्ग पर हुआ। यह तथ्य सामान्य रूप से जीवमंडल में और विशेष रूप से कृषि पारिस्थितिकी प्रणालियों में जैविक (आनुवंशिक) विविधता को कम करने के खतरे को इंगित करता है। प्रजातियों और आनुवंशिक विविधता में तीव्र संकुचन ने न केवल मौसम और जलवायु परिवर्तन की अनिश्चितताओं के प्रति फसल उत्पादन की प्रतिरोधक क्षमता को कम कर दिया है, बल्कि सौर ऊर्जा और प्राकृतिक पर्यावरण के अन्य अटूट संसाधनों (कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन) का अधिक कुशलता से उपयोग करने की क्षमता भी कम कर दी है। , नाइट्रोजन और अन्य बायोफिलिक तत्व), जो, जैसा कि ज्ञात है, वे फाइटोमास के शुष्क पदार्थ का 90-95% बनाते हैं। इसके अलावा, इससे जीन और जीन संयोजन गायब हो जाते हैं जिनका उपयोग भविष्य में प्रजनन कार्य में किया जा सकता है।

चार्ल्स डार्विन (1859) ने इस बात पर बल दिया कि वही क्षेत्र जितना अधिक जीवन प्रदान कर सकता है, उसमें निवास करने वाले रूप उतने ही अधिक विविध होंगे। प्रत्येक खेती की गई पौधे की प्रजाति, उसके विकासवादी इतिहास और ब्रीडर के विशिष्ट कार्य के कारण, उसका अपना "कृषि पारिस्थितिकीय पासपोर्ट" होता है, अर्थात। तापमान, आर्द्रता, प्रकाश व्यवस्था, खनिज पोषण तत्वों की सामग्री के साथ-साथ समय और स्थान में उनके असमान वितरण के एक निश्चित संयोजन के साथ फसल के आकार और गुणवत्ता का संबंध। इसलिए, कृषि परिदृश्य में जैविक विविधता में कमी से प्राकृतिक पर्यावरणीय संसाधनों के विभेदित उपयोग की संभावना भी कम हो जाती है, और परिणामस्वरूप, प्रकार I और II के भिन्न भूमि किराए का कार्यान्वयन होता है। साथ ही, विशेष रूप से प्रतिकूल मिट्टी, जलवायु और मौसम की स्थिति में, कृषि पारिस्थितिकी तंत्र की पारिस्थितिक स्थिरता कमजोर हो जाती है।

आलू को लेट ब्लाइट और नेमाटोड से होने वाली क्षति, जंग के कारण गेहूं की भयावह क्षति, हेल्मिन्थोस्पोरियोसिस के एपिफाइटोटी के कारण मकई, वायरस के कारण ईख के बागानों का विनाश आदि के कारण होने वाली आपदा का स्तर ज्ञात है।

21वीं सदी की शुरुआत में खेती की जाने वाली पौधों की प्रजातियों की आनुवंशिक विविधता में भारी कमी इस तथ्य से स्पष्ट रूप से प्रमाणित होती है कि पिछले 10 हजार वर्षों में फूलों के पौधों की 250 हजार प्रजातियों में से, लोगों ने 5-7 हजार प्रजातियों को संस्कृति में पेश किया, जिनमें से केवल 20 फसलें हैं (जिनमें से 14 अनाज और फलियां हैं) दुनिया की आबादी के आधुनिक आहार का आधार बनती हैं। सामान्य तौर पर, आज तक, लगभग 60% खाद्य उत्पाद कई अनाज फसलों की खेती के माध्यम से उत्पादित किए जाते हैं, और 90% से अधिक मानव भोजन की जरूरतें 15 प्रजातियों के कृषि पौधों और 8 पालतू जानवरों की प्रजातियों द्वारा प्रदान की जाती हैं। इस प्रकार, 1940 मिलियन टन अनाज उत्पादन में से, लगभग 98% गेहूं (589 मिलियन टन), चावल (563 मिलियन टन), मक्का (604 मिलियन टन) और जौ (138 मिलियन टन) का है। चावल की 22 ज्ञात प्रजातियों (जीनस ओरिज़ा) में से केवल दो (ओरिज़ा ग्लोबेरिमा और ओ.सैटाइवा) की व्यापक रूप से खेती की जाती है। ऐसी ही स्थिति फलियों के साथ विकसित हुई है, जिनमें से 25 सबसे महत्वपूर्ण प्रजातियों का सकल उत्पादन केवल 200 मिलियन टन है। इसमें से अधिकांश सोयाबीन और मूंगफली हैं, जिनकी खेती मुख्य रूप से तिलहन के रूप में की जाती है। इस कारण से, मानव आहार में कार्बनिक यौगिकों की विविधता में काफी कमी आई है। यह माना जा सकता है कि होमो सेपियन्स के लिए, जैविक प्रजातियों में से एक के रूप में, भोजन की उच्च जैव रासायनिक परिवर्तनशीलता की आवश्यकता विकासवादी "स्मृति" में दर्ज की गई है। इसलिए, इसकी एकरसता को बढ़ाने की प्रवृत्ति स्वास्थ्य के लिए सबसे नकारात्मक परिणाम दे सकती है। कैंसर, एथेरोस्क्लेरोसिस, अवसाद और अन्य बीमारियों के व्यापक प्रसार के कारण, विटामिन, टॉनिक, पॉलीअनसेचुरेटेड वसा और अन्य जैविक रूप से मूल्यवान पदार्थों की कमी की ओर ध्यान आकर्षित किया जाता है।

जाहिर है, किसी विशेष मूल्यवान फसल के प्रसार में एक महत्वपूर्ण कारक इसके उपयोग का पैमाना है। इस प्रकार, संयुक्त राज्य अमेरिका और अन्य देशों में सोयाबीन और मक्का के क्षेत्र में तेजी से वृद्धि सैकड़ों प्रकार के संबंधित उत्पादों के उत्पादन के कारण है। विविधीकरण का कार्य अन्य फसलों के लिए भी बहुत प्रासंगिक है (उदाहरण के लिए, उन्होंने ज्वार से उच्च गुणवत्ता वाली बीयर का उत्पादन करना शुरू किया, राई से - व्हिस्की, आदि)।

एक प्रकार का अनाज (फागोपाइरम) जैसी मूल्यवान फसलों की फसलों के तहत क्षेत्र में वृद्धि, जिसमें प्रतिकूल, पर्यावरणीय परिस्थितियों, ऐमारैंथ (ऐमारैंथस) सहित विभिन्न में उच्च अनुकूली क्षमताएं हैं, स्वस्थ भोजन की परस्पर संबंधित समस्याओं को हल करने और बढ़ाने के संदर्भ में भी अधिक ध्यान देने योग्य है। कृषि पारिस्थितिकी प्रणालियों की प्रजाति विविधता। क्विनोआ (चेनोपोडियम क्विनोआ), कैनोला, सरसों और यहां तक ​​कि आलू।

भौगोलिक खोजों और विश्व व्यापार के विकास के साथ, नई पौधों की प्रजातियों का परिचय व्यापक हो गया। उदाहरण के लिए, लिखित स्मारक संकेत देते हैं कि 1500 ई.पू. मिस्र के फिरौन हत्शेपसट ने धार्मिक संस्कारों में उपयोग किए जाने वाले पौधों को इकट्ठा करने के लिए पूर्वी अफ्रीका में जहाज भेजे। जापान में, ताजी मामोरी का एक स्मारक बनाया गया है, जो सम्राट के आदेश से खट्टे पौधों को इकट्ठा करने के लिए चीन गए थे। कृषि के विकास ने पादप आनुवंशिक संसाधनों को जुटाने में एक विशेष भूमिका निभाई। संयुक्त राज्य अमेरिका के इतिहास से यह ज्ञात होता है कि पहले से ही 1897 में नील्स हैनसेन अल्फाल्फा और अन्य चारा पौधों की तलाश में साइबेरिया पहुंचे थे जो उत्तरी अमेरिकी मैदानी इलाकों की शुष्क और ठंडी परिस्थितियों में सफलतापूर्वक विकसित हो सकते थे। ऐसा माना जाता है कि यह रूस से ही था कि ब्रोमग्रास, पिगवीड, फेस्क्यू, कॉक्सफूट, सफेद बेंटग्रास, अल्फाल्फा, क्लोवर और कई अन्य जैसी महत्वपूर्ण चारा फसलें उस समय संयुक्त राज्य अमेरिका में लाई गईं थीं। लगभग उसी समय, मार्क कार्लटन ने रूस में गेहूं की किस्मों का संग्रह किया, जिनमें से खार्कोव किस्म ने लंबी अवधि के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका में सालाना 21 मिलियन एकड़ से अधिक पर कब्जा कर लिया और उत्तरी मैदानी क्षेत्र में ड्यूरम गेहूं उत्पादन का आधार बन गया (झुचेंको, 2004) ).

संस्कृति में नई पौधों की प्रजातियों का आगमन आज भी जारी है। पेरू के एंडीज़ में, आधुनिक भारतीयों के पूर्वजों द्वारा भोजन के रूप में उपयोग की जाने वाली ल्यूपिन (टारवी) की एक किस्म की खोज की गई, जो प्रोटीन सामग्री में सोया से भी आगे निकल जाती है। इसके अलावा, तरवी कम तापमान के प्रति प्रतिरोधी है और मिट्टी की उर्वरता पर कोई असर नहीं डालती है। प्रजनक तारवी के ऐसे रूप प्राप्त करने में सक्षम थे जिनमें स्रोत सामग्री में 3.3% की तुलना में 0.025% से कम एल्कलॉइड शामिल थे। आर्थिक मूल्य की प्रजातियों में ऑस्ट्रेलियाई घास (इचिनोक्लोआ लर्नराना) भी शामिल है, जो बहुत शुष्क क्षेत्रों के लिए बाजरा जितनी उत्कृष्ट अनाज की फसल हो सकती है। आशाजनक फसलों में बौहिनिया एस्कुलेंटा प्रजाति ध्यान देने योग्य है, जो सोफोकार्पस टेट्रागोनोलोबस की तरह कंद बनाती है और इसके बीजों में 30% से अधिक प्रोटीन और वसा होती है। बहुत शुष्क परिस्थितियों में, वॉन्ड्ज़िया सबट्रेनिया प्रजाति का उपयोग किया जा सकता है, जो न केवल प्रोटीन से समृद्ध है, बल्कि मूंगफली की तुलना में अधिक सूखा प्रतिरोधी है, और बीमारियों और कीटों का भी बेहतर प्रतिरोध करती है। शुष्क और बंजर भूमि के लिए, कुकुर्बिटासी परिवार की कुकुर्बिटा फोएटिडिसिमा प्रजाति को तिलहन फसलों के लिए आशाजनक माना जाता है, और खारी चारागाह भूमि के लिए - चेनोपोडियासी परिवार के एट्रिप्लेक्स जीनस की क्विनोआ की कुछ प्रजातियां, जो पत्तियों के माध्यम से अतिरिक्त नमक छोड़ती हैं।

वर्तमान में, दुनिया के कई देशों में, इंकास की एक भूली हुई संस्कृति, ऐमारैंथस के साथ सक्रिय प्रजनन कार्य किया जा रहा है, जिसके बीजों में इस्तेमाल किए गए अनाज की तुलना में दो गुना अधिक प्रोटीन होता है, जिसमें 2-3 गुना अधिक भी शामिल है। लाइसिन और मेथियोनीन, 2-4 गुना अधिक वसा, आदि। मकई की पंक्तियों की खोज की गई है, जो अपनी जड़ों पर स्पाइरिलम लिपोफेरम बैक्टीरिया की उपस्थिति के कारण, सोयाबीन के पौधों के समान मात्रा में वायुमंडलीय नाइट्रोजन को स्थिर करते हैं। यह पाया गया कि नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया उष्णकटिबंधीय घास की कई प्रजातियों की जड़ों पर भी कार्य करते हैं, जो फलियों में जीनस राइजोबियम के बैक्टीरिया की तुलना में नाइट्रोजन को कम सक्रिय रूप से आत्मसात नहीं करते हैं। इस प्रकार, उष्णकटिबंधीय घासों की ऐसी प्रजातियों की खोज करना संभव हो गया जो प्रति दिन 1 हेक्टेयर में 1.7 किलोग्राम नाइट्रोजन स्थिर करने में सक्षम हों, यानी। 620 किग्रा/वर्ष।

यूरोपीय सहित कई देशों में, आलू विटामिन सी का मुख्य स्रोत हैं, क्योंकि इनका बड़ी मात्रा में सेवन किया जाता है। ज्ञातव्य है कि विश्व में आलू का उत्पादन लगभग 300 मिलियन टन है।

वहीं, आलू की 154 ज्ञात प्रजातियों में से केवल एक ही व्यापक हो पाई है - सोलनम ट्यूबरोसम। यह स्पष्ट है कि पौधों की संभावित उत्पादकता बढ़ाने के लिए चयन की बढ़ती संभावनाओं के साथ-साथ एग्रोकेनोज़ की पर्यावरणीय स्थिरता बढ़ाने और फसल उत्पादन के लिए अनुपयुक्त क्षेत्रों के विकास की आवश्यकता के कारण, नए पौधे लगाने के लिए मानव गतिविधि का पैमाना संस्कृति में प्रजातियों में उल्लेखनीय वृद्धि होगी। अंततः, "अचेतन" (डार्विन का शब्द) और सचेत चयन ने इस तथ्य को जन्म दिया कि खेती किए गए पौधों की अनुकूली क्षमता उनके जंगली पूर्वजों से काफी भिन्न होती है, न केवल अनुकूलनशीलता के मानदंडों में अंतर के कारण, बल्कि इसके मुख्य घटकों में भी। : संभावित उत्पादकता, अजैविक और जैविक तनावों के प्रति स्थिरता, आर्थिक रूप से मूल्यवान पदार्थों की सामग्री।

प्रकृति भंडार, वन्यजीव अभयारण्यों और राष्ट्रीय इकोपार्कों में पादप जीन पूल के संरक्षण के साथ-साथ। इन सीटू सेटिंग्स में, पूर्व सीटू संग्रह के सुरक्षित संरक्षण को सुनिश्चित करने के लिए "जीन बैंक" या "जर्मप्लाज्म बैंक" की स्थापना आने वाले समय में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगी। उत्तरार्द्ध के संगठन के आरंभकर्ता एन.आई. थे। वेविलोव, जिन्होंने उस समय दुनिया में संयंत्र संसाधनों का सबसे बड़ा बैंक वीआईआर में एकत्र किया था, जिसने बाद के सभी बैंकों के लिए एक उदाहरण और आधार के रूप में कार्य किया, और सबसे महत्वपूर्ण बात, एक से अधिक बार कई देशों को तबाही और भूख से बचाया (उदाहरण के लिए) , वीआईआर जीन बैंक में प्रतिरोध जीन की उपस्थिति के लिए धन्यवाद)।

एन.आई. की विचारधारा को जारी रखने के लिए धन्यवाद। वाविलोव के अनुसार, 90 के दशक के अंत तक, राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय पौधों के संग्रह में 6 मिलियन से अधिक नमूने थे, जिनमें 1.2 मिलियन से अधिक अनाज, 400 हजार खाद्य फलियां, 215 हजार चारा, 140 हजार सब्जियां, 70 हजार से अधिक जड़ वाली सब्जियां शामिल थीं। वहीं, 32% नमूने यूरोप में, 25% एशिया में, 12% उत्तरी अमेरिका में, 10% लैटिन अमेरिका और अंतर्राष्ट्रीय केंद्रों में, 6% अफ्रीका में, 5% मध्य पूर्व में संरक्षित हैं।

मात्रा और गुणवत्ता के मामले में सबसे बड़े आनुवंशिक संग्रह नमूनों के धारक संयुक्त राज्य अमेरिका (550 हजार), चीन (440 हजार), भारत (345 हजार) और रूस (320 हजार) हैं। जीन बैंकों में पादप संसाधनों के संरक्षण के साथ-साथ, वनस्पतियों और जीवों के प्राकृतिक भंडार का निर्माण तेजी से आम होता जा रहा है। विश्व खाद्य बाजार के तेजी से बढ़े एकीकरण के कारण, देशों के बीच पौधों के आनुवंशिक संसाधनों का आदान-प्रदान भी काफी बढ़ गया है। इन प्रक्रियाओं के मूल में यह समझ है कि कोई भी देश या क्षेत्र आनुवंशिक संसाधनों के मामले में आत्मनिर्भर नहीं है। कई देशों में राष्ट्रीय वनस्पति उद्यानों के निर्माण से आनुवंशिक संसाधनों को जुटाने में काफी मदद मिली। उनमें से, उदाहरण के लिए, 1760 में लंदन में बनाया गया वनस्पति उद्यान और लगातार औपनिवेशिक देशों से विदेशी पौधों की प्रजातियों का आयात किया जाता है।

वर्तमान में, इंटरनेशनल काउंसिल ऑन प्लांट जेनेटिक रिसोर्सेज (आईबीपीजीआर) दुनिया में प्लांट जीन पूल के संरक्षण पर काम का समन्वय करता है। 1980 से, आनुवंशिक संसाधनों पर यूरोपीय सहयोग कार्यक्रम लागू किया गया है। पादप आनुवंशिक संसाधनों पर एफएओ आयोग, अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलनों के निर्णय और 1992 में अपनाए गए जैविक विविधता पर कन्वेंशन भी इसमें महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। एक ही समय में विभिन्न प्रकार के जीन बैंक संचालित होते हैं। उनमें से कुछ केवल एक फसल और उसके जंगली रिश्तेदारों का समर्थन करते हैं, अन्य - एक निश्चित मिट्टी-जलवायु क्षेत्र की कई फसलें; जबकि कुछ में दीर्घकालिक भंडारण के लिए बुनियादी संग्रह होते हैं, अन्य प्रजनन केंद्रों और अनुसंधान संस्थानों की जरूरतों को पूरा करने पर केंद्रित होते हैं। इस प्रकार, केव गार्डन (इंग्लैंड) में जीन बैंक विशेष रूप से जंगली पौधों (लगभग 5,000 प्रजातियों) को संग्रहीत करता है।

कृषि गहनता की अनुकूली रणनीति जीन पूल के संग्रह, भंडारण और उपयोग के संदर्भ में दुनिया के पौधों के संसाधनों को जुटाने के लिए गुणात्मक रूप से नई आवश्यकताओं को सामने रखती है, जिसमें खेती में नई पौधों की प्रजातियों की शुरूआत भी शामिल है। वर्तमान में, यूरोप सहित दुनिया में उच्च पौधों की 25 हजार से अधिक प्रजातियां पूर्ण विनाश के खतरे में हैं - 11.5 हजार प्रजातियों में से हर तीसरी। गेहूं, जौ, राई, मसूर और अन्य फसलों के कई आदिम रूप पहले ही हमेशा के लिए लुप्त हो चुके हैं। स्थानीय किस्में और खरपतवार प्रजातियाँ विशेष रूप से तेजी से गायब हो रही हैं। तो, यदि 50 के दशक की शुरुआत में चीन और भारत में। XX सदी गेहूं की हजारों किस्मों का उपयोग किया गया था, फिर 70 के दशक में - केवल दर्जनों। एक ही समय में, प्रत्येक प्रजाति, पारिस्थितिकी, स्थानीय विविधता प्राकृतिक या कृत्रिम चयन की लंबी अवधि में बनाए गए सह-अनुकूलित जीन ब्लॉकों का एक अनूठा परिसर है, जो अंततः एक विशेष पारिस्थितिक क्षेत्र में प्राकृतिक और मानवजनित संसाधनों का सबसे प्रभावी उपयोग सुनिश्चित करता है।

उच्च पौधों की विकासवादी "स्मृति" की पूर्वव्यापी प्रकृति को समझना स्पष्ट रूप से न केवल जीन बैंकों और आनुवंशिक संसाधन केंद्रों में, बल्कि प्राकृतिक परिस्थितियों में भी वनस्पतियों की प्रजाति विविधता को संरक्षित करने की आवश्यकता को इंगित करता है, अर्थात। लगातार विकसित हो रही गतिशील प्रणाली की स्थिति में। साथ ही, आनुवंशिक जानकारी को बदलने के लिए आनुवंशिक प्रणालियों के आनुवंशिक संग्रह के निर्माण पर अधिक ध्यान देने की आवश्यकता है, जिसमें आरईसी सिस्टम, मेई म्यूटेंट, गैमेटोसाइडल जीन, पॉलीप्लोइड संरचनाएं, विभिन्न प्रकार के पुनर्संयोजन सिस्टम, प्रजनन अलगाव प्रणाली इत्यादि शामिल हैं। यह स्पष्ट है कि वे आनुवंशिक इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके भविष्य के विकास चयन के लिए आवश्यक हो सकते हैं। स्थिर होमोस्टैटिक सिस्टम, सहक्रियात्मक, संचयी, प्रतिपूरक और अन्य कोएनोटिक प्रतिक्रियाओं के गठन के आनुवंशिक निर्धारकों की पहचान करना और उन्हें संरक्षित करना भी महत्वपूर्ण है जो पारिस्थितिक "बफरिंग" और बायोकेनोटिक पर्यावरण के गतिशील संतुलन को सुनिश्चित करते हैं। प्रतिस्पर्धात्मकता, एलीलोपैथिक और सहजीवी अंतःक्रिया और बायोकेनोटिक स्तर पर महसूस किए गए अन्य पर्यावरण-निर्माण प्रभावों जैसे आनुवंशिक रूप से निर्धारित पौधों के गुणों पर भी अधिक ध्यान देने की आवश्यकता है। उन पौधों की प्रजातियों पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए जिनमें पर्यावरणीय तनावों के प्रति संरचनात्मक प्रतिरोध है। यह ज्ञात है कि 20वीं सदी के उत्तरार्ध में। कई देशों में, इस प्रकार की फसलों का क्षेत्रफल काफी बढ़ गया है (कभी-कभी 60-80 गुना)।

वर्तमान में, दुनिया में 1,460 से अधिक राष्ट्रीय जीन बैंक कार्यरत हैं, जिनमें लगभग 300 बड़े बैंक भी शामिल हैं, जिनमें पूर्व-स्थिति स्थितियों के तहत खेती किए गए पौधों और उनके जंगली रिश्तेदारों के नमूनों का गारंटीकृत भंडारण प्रदान किया जाता है। पूर्व सीटू संग्रह के संरक्षक भी वनस्पति उद्यान हैं, जिनमें से दुनिया में लगभग 2 हजार (लगभग 80 हजार पौधों की प्रजातियां, 4 मिलियन नमूने और 600 बीज बैंक) हैं। उनकी उपस्थिति राष्ट्रीय संप्रभुता, संस्कृति के स्तर, देश और दुनिया के भविष्य के प्रति चिंता का प्रतीक है। 2002 तक, एफडीओ सलाहकार समूह के नियंत्रण में अंतरराष्ट्रीय केंद्रों में 532 हजार से अधिक पौधों के नमूनों को संरक्षित किया गया था, जिनमें से 73% पारंपरिक और लैंडरेस किस्मों के साथ-साथ खेती वाले पौधों के जंगली रिश्तेदारों से संबंधित थे। जैसा कि डेलेक्सानियन (2003) ने उल्लेख किया है, "जेनबैंक" और "एक्स सिलु कलेक्शन" की अवधारणाओं के बीच अंतर करना आवश्यक है। यदि पहले विशेष रूप से सुसज्जित परिसर में जीन पूल के भंडारण की गारंटी दी जाती है, तो "एक्स सीटू संग्रह" में ऐसे नमूने शामिल होते हैं जो उनके धारकों के लिए रुचिकर होते हैं।

50 के दशक की शुरुआत में। XX सदी, पहली अर्ध-बौनी चावल की किस्म चीनी किस्म फी-जियो-वू के बौने जीन के उपयोग के माध्यम से प्राप्त की गई थी, और संयुक्त राज्य अमेरिका के प्रशांत उत्तर-पश्चिम की सिंचित भूमि पर गेन्स गेहूं की किस्म ने रिकॉर्ड उपज दी थी। 141 सी/हे. 1966 में, आईआर 8 किस्म बनाई गई और इसका उपनाम "चमत्कारी चावल" रखा गया। उच्च कृषि प्रौद्योगिकी के साथ, इन किस्मों ने 80 और यहाँ तक कि 130 सी/हेक्टेयर उपज दी। बाजरा के साथ भी इसी तरह के परिणाम प्राप्त हुए। यदि पुरानी किस्मों के लिए उपज सूचकांक 30-40% था, तो नई किस्मों के लिए यह 50-60% और अधिक था।

उपज सूचकांक बढ़ाकर पैदावार बढ़ाने के और अवसर सीमित हैं। अत: शुद्ध प्रकाश संश्लेषण की मात्रा बढ़ाने पर अधिक ध्यान देना चाहिए। बीमा फसलों के चयन के साथ-साथ फसलों और किस्मों का परस्पर बीमा करने के साथ-साथ क्षेत्रीय फसल उत्पादन की स्थितियों में कृषि पारिस्थितिकी प्रणालियों और कृषि परिदृश्यों की व्यापक प्रजातियों और विविध विविधता पर ध्यान देना आवश्यक है, जिसमें कार्यान्वयन के लिए एक विभेदित दृष्टिकोण भी शामिल है। उनमें से प्रत्येक की अनुकूली क्षमता। फसल के आकार और गुणवत्ता को सीमित करने वाले पर्यावरणीय कारकों के प्रति उनके पर्यावरणीय प्रतिरोध को कम करने के साथ-साथ अत्यधिक जैव-ऊर्जा-गहन पर्यावरणीय स्थिरता के कामकाज के कारण (और कभी-कभी इसके कारण) प्राप्त विविधता और कृषि पारिस्थितिकी तंत्र की उच्च संभावित उत्पादकता पर विचार नहीं किया जा सकता है। अनुकूली के रूप में, चूंकि खेती वाले पौधों के लिए, अनुकूलनशीलता का मुख्य संकेतक अंततः उच्च उपज आकार और गुणवत्ता सुनिश्चित करना है। आवश्यक किस्मों को बनाने के लिए वैज्ञानिक रूप से आधारित चयन का स्रोत जीन बैंकों में जमा जीन पूल हो सकते हैं।

इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि दुनिया के जीन बैंकों में खेती किए गए पौधों के लाखों परिग्रहण एकत्र किए गए हैं, लेकिन अब तक उनमें से केवल 1% का उनके संभावित गुणों के संबंध में अध्ययन किया गया है (झुचेंको, 2004)। साथ ही, उनके आनुवंशिक घटकों का नियंत्रण और सुधार - कृषि प्रजातियों के जीन पूल, जो स्थानीय कृषि प्रणालियों की विशेषताओं को निर्धारित करते हैं - टिकाऊ कृषि प्रणालियों के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण महत्व रखते हैं।

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सूजन संबंधी आमवाती बीमारियाँ, जिनमें से मुख्य रूप रुमेटीइड गठिया (आरए), फैलाना संयोजी ऊतक रोग (डीसीटीडी), प्रणालीगत वास्कुलिटिस, सेरोनिगेटिव और माइक्रोक्रिस्टलाइन आर्थ्रोपैथी हैं, क्रोनिक मानव विकृति विज्ञान के सबसे गंभीर रूपों में से हैं। इन रोगों की फार्माकोथेरेपी आधुनिक नैदानिक ​​चिकित्सा की सबसे कठिन समस्याओं में से एक बनी हुई है।

कई बीमारियों का कारण अज्ञात है, जिससे प्रभावी एटियोट्रोपिक उपचार करना असंभव हो जाता है। हालाँकि, हाल के वर्षों में, उनके रोगजनन को समझने में स्पष्ट प्रगति हुई है, जो मुख्य रूप से प्रतिरक्षा प्रणाली की संरचनात्मक और कार्यात्मक विशेषताओं, प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया और सूजन के विकास के तंत्र के बारे में बढ़ते ज्ञान के कारण है।

वर्तमान में, विभिन्न रासायनिक संरचनाओं और कार्रवाई के औषधीय तंत्र के साथ बड़ी संख्या में दवाओं का उपयोग आमवाती रोगों के इलाज के लिए किया जाता है, जिनकी सामान्य संपत्ति सूजन के विकास को दबाने की क्षमता है। इनमें नॉनस्टेरॉइडल एंटी-इंफ्लेमेटरी दवाएं, ग्लूकोकार्टोइकोड्स शामिल हैं, जिनमें एंटी-इंफ्लेमेटरी गतिविधि होती है, और तथाकथित बुनियादी एंटीह्यूमेटिक दवाएं (गोल्ड साल्ट, एंटीमलेरियल्स, साइटोटॉक्सिक्स, आदि) शामिल हैं, जिनके बारे में माना जाता है कि इनका प्रतिरक्षा प्रणाली पर गहरा प्रभाव पड़ता है और अंतर्निहित सूजन प्रक्रियाएं। आमवाती रोग। इम्यूनोथेराप्यूटिक तरीकों के उपयोग पर आधारित नए उपचार दृष्टिकोण गहनता से विकसित किए जा रहे हैं।

हमारे देश में, आमवाती रोगों की फार्माकोथेरेपी पर कई मोनोग्राफ प्रकाशित किए गए हैं (वी. ए. नासोनोवा, हां. ए. सिगिडिन। आमवाती रोगों की रोगजन्य चिकित्सा, 1985; वी. ए. नासोनोवा, एम. जी. एस्टापेंको। क्लिनिकल रुमेटोलॉजी, 1989; आई ए. सिगिडिन, एन. जी. गुसेवा, एम. एम. इवानोवा, संयोजी ऊतक के फैलाना रोग, 1994)। हालाँकि, हाल के वर्षों में, पहले से ज्ञात एंटीर्यूमेटिक दवाओं और नई दवाओं और उपचार विधियों दोनों की क्रिया के तंत्र, उपयोग की रणनीति और प्रभावशीलता के संबंध में बहुत बड़ी मात्रा में नए नैदानिक ​​​​और प्रयोगात्मक डेटा सामने आए हैं।

पुस्तक व्यवस्थित रूप से सबसे महत्वपूर्ण सूजनरोधी दवाओं के बारे में आधुनिक जानकारी प्रस्तुत करती है, लेकिन मुख्य उद्देश्य सूजन संबंधी आमवाती रोगों के लिए फार्माकोथेरेपी के विकास में नए रुझानों से खुद को परिचित कराना था।

हमें उम्मीद है कि यह पुस्तक आमवाती रोगों के रोगियों के उपचार में चिकित्सकों के लिए उपयोगी होगी और चिकित्सा, प्रतिरक्षाविज्ञानी, जैव रसायनज्ञ और फार्माकोलॉजिस्ट की सैद्धांतिक समस्याओं के विकास में शामिल विशेषज्ञों के बीच रुमेटोलॉजी के औषधीय पहलुओं में रुचि को बढ़ावा देगी।

सबसे आम और गंभीर आमवाती रोगों में से एक आरए है, जिसके उपचार के लिए एंटीह्यूमेटिक दवाओं और चिकित्सा के तरीकों के पूरे शस्त्रागार का उपयोग किया जाता है (वी. ए. नासोनोवा और एम. जी. एस्टापेंको, 1989)। इसीलिए आरए के उपचार में उनके स्थान के आधार पर आमवातरोधी दवाओं का वर्गीकरण विकसित किया जा रहा है।

औषधीय गुणों में अंतर के आधार पर, आमवातीरोधी दवाओं को सूजनरोधी दर्दनाशक दवाओं (एनएसएआईडी) में विभाजित किया जाता है; सूजन-रोधी ग्लुकोकोर्टिकोइड्स (जीसी), इम्यूनोमॉड्यूलेटरी/इम्यूनोसप्रेसिव एजेंट (गोल्ड साल्ट, मलेरिया-रोधी दवाएं, साइटोटॉक्सिक्स, आदि)। एक अन्य वर्गीकरण एनएसएआईडी को रोगसूचक मानता है, जो रोग तंत्र को प्रभावित नहीं करता है, जैसा कि रोग-संशोधित या धीमी गति से काम करने वाली एंटीह्यूमेटिक दवाओं के विपरीत है, जिनके बारे में सोचा गया था कि वे रोग एटियोपैथोजेनेसिस को प्रभावित करते हैं।

आमवातरोधी दवाओं को वर्गीकृत करने के लिए एक दृष्टिकोण का भी उपयोग किया गया जो मुख्य रूप से उनकी विषाक्तता को ध्यान में रखता है, जिसके अनुसार उन्हें पहली, दूसरी और तीसरी पंक्ति की दवाओं में विभाजित किया जाता है। चिकित्सीय प्रभाव की शुरुआत की गति और उपचार की समाप्ति के बाद इसकी अवधि के आधार पर एंटीह्यूमेटिक दवाओं को वर्गीकृत करने का प्रस्ताव किया गया था। एनएसएआईडी और जीसी, रोग-निवारक/धीमी गति से काम करने वाली एंटीह्यूमेटिक दवाओं के विपरीत, अपना प्रभाव बहुत तेजी से (घंटों या दिनों के भीतर) डालते हैं। इसके अलावा, यह माना गया कि यदि एनएसएआईडी और जीसी को बंद करने के बाद उत्तेजना काफी तेजी से विकसित होती है, तो धीमी गति से काम करने वाली एंटीह्यूमेटिक दवाओं का प्रभाव लंबे समय तक बना रहता है।

हालाँकि, अब यह स्पष्ट हो गया है कि पारंपरिक वर्गीकरण शब्दावली और औषधीय श्रेणियों में विभाजन दोनों के संदर्भ में आधुनिक आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं। वास्तव में, केवल एनएसएआईडी और जीसी औषधीय और चिकित्सीय गतिविधि के संदर्भ में दवाओं के अपेक्षाकृत सजातीय समूहों का प्रतिनिधित्व करते हैं।

1991 के बाद से, WHO और इंटरनेशनल लीग अगेंस्ट रूमेटिक डिजीज के तत्वावधान में, एंटीह्यूमेटिक दवाओं का एक नया वर्गीकरण बनाया गया है (एच.ई. पॉलस एट अल., 1992; जे.पी. एडमंड्स एट अल., 1993), जिसके अनुसार इन दवाओं को विभाजित किया गया है दो मुख्य श्रेणियों में:

I. लक्षण-संशोधित एंटीर्यूमेटिक दवाएं जो सूजन संबंधी सिनोवाइटिस के लक्षणों और नैदानिक ​​​​अभिव्यक्तियों पर सकारात्मक प्रभाव डालती हैं:
1) गैर-स्टेरायडल सूजनरोधी दवाएं
2) ग्लूकोकार्टिकोइड्स
3) धीमी गति से काम करने वाली दवाएं: मलेरिया-रोधी, गोल्ड साल्ट, एंटीमेटाबोलाइट्स, साइटोटॉक्सिक एजेंट
द्वितीय. आरए के पाठ्यक्रम को प्रभावित करने वाली रोग-नियंत्रित एंटीह्यूमेटिक दवाएं, जिन्हें निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करना होगा:
एक। सूजन संबंधी सिनोवाइटिस की तीव्रता को कम करने के साथ-साथ जोड़ों की कार्यात्मक क्षमता में सुधार और रखरखाव;
बी। जोड़ों में संरचनात्मक परिवर्तनों की प्रगति की दर को रोकना या काफी कम करना।

इस मामले में, सूचीबद्ध प्रभाव चिकित्सा की शुरुआत से कम से कम 1 वर्ष के भीतर प्रकट होने चाहिए; किसी दवा को वर्गीकृत करने की प्रक्रिया में, उस अवधि (कम से कम 2 वर्ष) को इंगित किया जाना चाहिए जिसके दौरान इसका चिकित्सीय प्रभाव सूचीबद्ध मानदंडों को पूरा करता है।

यह वर्गीकरण आरए में दवाओं की चिकित्सीय प्रभावशीलता का आकलन करने के लिए अधिक यथार्थवादी दृष्टिकोण में पिछले वाले से भिन्न है। अब यह स्पष्ट हो गया है कि सभी मौजूदा एंटीह्यूमेटिक दवाओं की सामान्य सिद्ध संपत्ति नैदानिक ​​​​सुधार करने की क्षमता है, जबकि रूमेटोइड प्रक्रिया की प्रगति और परिणामों को प्रभावित करने की उनकी क्षमता को सख्ती से सिद्ध नहीं माना जा सकता है। इसलिए, किसी भी आमवातरोधी दवा को वर्तमान में "रोग नियंत्रण" के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जा सकता है।

हालाँकि, यह आगे के शोध की प्रक्रिया में कुछ दवाओं को पहले समूह से दूसरे समूह में स्थानांतरित करने की संभावना को बाहर नहीं करता है। यह प्रावधान मौलिक लगता है, क्योंकि इसे उपचार की प्रभावशीलता के लिए मानदंड विकसित करने के साथ-साथ नई, अधिक प्रभावी एंटीर्यूमेटिक दवाओं या उनके तर्कसंगत संयोजनों के निर्माण के संदर्भ में रुमेटोलॉजी में औषधीय और नैदानिक ​​​​अनुसंधान के विस्तार में योगदान देना चाहिए।

ई.एल. नासोनोव

"बुनियादी दवाओं" की श्रेणी में ऐसी दवाएं शामिल हैं जिनमें विभिन्न तंत्रों के माध्यम से, प्रतिरक्षा प्रणाली की सूजन और/या रोग संबंधी सक्रियण को दबाने और संयुक्त विनाश की दर को धीमा करने की क्षमता होती है। पहले, यह माना जाता था कि आरए का उपचार एनएसएआईडी की "मोनोथेरेपी" से शुरू होना चाहिए, और "बैकग्राउंड" एंटीह्यूमेटिक दवाओं का नुस्खा उन रोगियों के लिए आरक्षित किया जाना चाहिए जो इन दवाओं पर "प्रतिक्रिया नहीं करते"। यह स्थिति मुख्य रूप से इस विचार पर आधारित थी कि पीए एक "सौम्य" बीमारी है, और एनएसएआईडी के साथ उपचार "बुनियादी" एंटीह्यूमेटिक दवाओं की तुलना में अधिक सुरक्षित है, जिसकी विषाक्तता उनके उपयोग के "लाभों" से अधिक है। हाल के वर्षों में, यह विशेष रूप से स्पष्ट हो गया है कि जोड़ों में रेडियोलॉजिकल परिवर्तनों में वृद्धि की उच्चतम दर आरए के शुरुआती चरणों (पहली बार 6-12 महीने) और शुरुआत में बुनियादी चिकित्सा के प्रशासन में देखी जाती है। रोग की अधिकता से अक्सर आरए की कमी हो जाती है। इसलिए, आरए के लिए उपचार का आधुनिक मानक सबसे प्रभावी और सहनीय खुराक में बुनियादी सूजन-रोधी दवाओं के साथ मोनो (या संयोजन) थेरेपी है, जो बीमारी की शुरुआती अवधि से शुरू होती है (अधिमानतः पहले 3 महीनों के भीतर)। यह उन रोगियों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जिनके पास आरए (उच्च आरएफ टाइटर्स, ईएसआर में स्पष्ट वृद्धि, 20 से अधिक जोड़ों को नुकसान, अतिरिक्त-आर्टिकुलर अभिव्यक्तियों की उपस्थिति) के प्रतिकूल पूर्वानुमान के जोखिम कारक हैं। यद्यपि इस दृष्टिकोण ने वास्तव में कई रोगियों के लिए तत्काल (लक्षणों से राहत) और यहां तक ​​कि दीर्घकालिक (विकलांगता का कम जोखिम) पूर्वानुमान में सुधार किया है, वास्तविक नैदानिक ​​​​अभ्यास में आरए उपचार के परिणाम इतने आशावादी नहीं हैं। सबसे पहले, कई मामलों में, बुनियादी दवाएं जोड़ों में विनाशकारी प्रक्रिया की प्रगति को प्रभावी ढंग से धीमा नहीं करती हैं, और दूसरी बात, वे अक्सर प्रतिकूल प्रतिक्रियाओं का कारण बनती हैं जो स्थायी नैदानिक ​​​​प्रभाव प्राप्त करने के लिए आवश्यक खुराक में इन दवाओं के उपयोग की संभावना को सीमित करती हैं।

आरए के उपचार में बुनियादी दवाओं के उपयोग के लिए निम्नलिखित बुनियादी सिद्धांत तैयार किए जा सकते हैं:

विश्वसनीय निदान स्थापित होने के तुरंत बाद इन दवाओं को निर्धारित किया जाना चाहिए

उपचार सबसे प्रभावी बुनियादी दवाओं से शुरू होना चाहिए

आरए थेरेपी में एक सामान्य गलती को सबसे कमजोर (यद्यपि सबसे अच्छी तरह से सहन की जाने वाली) बुनियादी दवाओं के साथ उपचार शुरू करना माना जा सकता है - अक्सर डेलागिल या प्लाक्वेनिल के साथ। ज्यादातर मामलों में, बीमारी के सबसे हल्के रूपों को छोड़कर, इससे समय की हानि होती है और जोड़ों में विनाशकारी परिवर्तनों के शुरुआती विकास में मदद मिलती है। आरए के शुरुआती चरणों में अप्रभावी बुनियादी दवाओं का उपयोग अक्सर यही कारण होता है कि वास्तव में प्रभावी दवाएं कई वर्षों की देरी से निर्धारित की जाती हैं।

बुनियादी दवाओं के साथ उपचार की अवधि सीमित नहीं है, यहां तक ​​कि रोग गतिविधि में कमी और छूट की उपलब्धि के बावजूद, नैदानिक ​​​​सुधार विकसित होने पर अनिश्चित काल तक उनका उपयोग करने की सलाह दी जाती है (खुराक में कमी संभव है)

उपचार के एक कोर्स का सिद्धांत (जैसे कि 1 ग्राम "शुद्ध सोना" आदि निर्धारित करने तक सीमित सिफारिशें) पूरी तरह से अनुचित है, क्योंकि मूल दवा को बंद करने के बाद, यहां तक ​​​​कि पूर्ण छूट की पृष्ठभूमि के खिलाफ भी, एक निश्चित अवधि के बाद लगभग हमेशा एक उत्तेजना विकसित होती है। साथ ही, उसी मूल उपाय को दोबारा निर्धारित करने से आमतौर पर पिछले वाले की तरह ध्यान देने योग्य परिणाम नहीं मिलते हैं।

किसी विशेष दवा के चिकित्सीय प्रभाव की अनुपस्थिति (बशर्ते यह पर्याप्त रूप से लंबे समय के लिए निर्धारित हो) किसी अन्य मूल दवा के साथ इसके प्रतिस्थापन को प्रेरित करती है।

बुनियादी मोनोथेरेपी के चिकित्सीय प्रभाव की अनुपस्थिति हमें बुनियादी दवाओं के संयुक्त नुस्खे या उपचार के जैविक तरीकों के उपयोग के मुद्दे पर विचार करने की अनुमति देती है।

बुनियादी दवाओं के साथ उपचार की प्रभावशीलता और दुष्प्रभावों की गतिशील निगरानी एक रुमेटोलॉजिस्ट द्वारा की जाती है

बुनियादी दवाओं के साथ उपचार की एक अलग समस्या उनकी माध्यमिक अप्रभावीता है, अर्थात। एक ही मूल दवा के निरंतर प्रशासन के बावजूद, स्पष्ट सुधार और यहां तक ​​कि नैदानिक ​​छूट की अवधि के बाद रोग की तीव्रता का विकास। इस घटना का कारण स्पष्ट नहीं है. यह संभव है कि यह प्रतिरक्षा सक्षम कोशिकाओं के यादृच्छिक उत्परिवर्तन पर आधारित है, जो अंततः उन कोशिकाओं के संचय की ओर ले जाता है जो इस मूल एजेंट के प्रति संवेदनशील नहीं हैं, लेकिन अपने स्वयं के ऊतकों के खिलाफ ऑटोइम्यून प्रतिक्रियाएं विकसित करने की क्षमता बनाए रखते हैं।

बुनियादी दवाओं के विशिष्ट प्रतिनिधियों पर नीचे चर्चा की जाएगी।

methotrexate

आधुनिक एंटीह्यूमेटिक दवाओं में, मेथोट्रेक्सेट एक विशेष स्थान रखता है, रुमेटोलॉजिकल अभ्यास में इसके उपयोग की पहली रिपोर्ट लगभग 50 साल पहले सामने आई थी। हालाँकि, पिछले 10-15 वर्षों में ही मेथोट्रेक्सेट को आरए के उपचार के लिए सबसे शक्तिशाली और प्रभावी सूजनरोधी दवाओं में से एक माना जाने लगा है।

मेथोट्रेक्सेट एंटीमेटाबोलाइट्स के समूह से संबंधित है; इसकी संरचना फोलिक (पाइरोलग्लुटामिक) एसिड के समान है, जिससे यह अमीनो समूह को पेरिडीन अणु की चौथी स्थिति में कार्बोक्सिल समूह के साथ प्रतिस्थापित करने और 10 वीं स्थिति में मिथाइल समूह जोड़ने से भिन्न होता है। 4-अमीनोबेंजोइक एसिड। यह स्पष्ट है कि मेथोट्रेक्सेट के साथ उपचार के दौरान होने वाली चिकित्सीय प्रभावशीलता और विषाक्त प्रतिक्रियाएं काफी हद तक दवा के एंटीफोलेट गुणों से निर्धारित होती हैं।

मेथोट्रेक्सेट की क्रिया का तंत्र फोलेट-निर्भर तंत्र के माध्यम से महसूस किया जाता है और फोलिक एसिड चयापचय में शामिल एंजाइमों की नाकाबंदी से जुड़ा होता है। इसके अलावा, डिहाइड्रॉफ़ोलेट रिडक्टेस गतिविधि का दमन, जिससे वास्तविक प्रतिरक्षादमनकारी प्रभाव होता है, का पता तब चलता है जब मेथोट्रेक्सेट की केवल उच्च खुराक का उपयोग किया जाता है, जिसका उपयोग अक्सर ऑन्कोलॉजी और हेमेटोलॉजी में किया जाता है। आरए के उपचार में उपयोग की जाने वाली मेथोट्रेक्सेट की कम खुराक का नैदानिक ​​​​प्रभाव दवा के प्रत्यक्ष एंटीप्रोलिफेरेटिव प्रभाव से जुड़ा नहीं होता है, बल्कि एडेनियोसिन की रिहाई के साथ होता है, जिसमें सूजन-रोधी गतिविधि होती है। आरए के रोगियों में कम खुराक मेथोट्रेक्सेट थेरेपी का उपयोग करते समय, आईजीएम और आईजीएम-आरएफ के सहज संश्लेषण का दमन हुआ, मुख्य वर्गों के सीरम आईजी के स्तर में कमी आई, जो एक सकारात्मक नैदानिक ​​​​प्रभाव के साथ मेल खाता था। टी-बी-लिम्फोसाइट्स और टी-उपजनसंख्या के लगभग अपरिवर्तित मात्रात्मक संकेतकों के साथ, मेथोट्रेक्सेट लेने के 48 घंटे बाद ही लिम्फोइड कोशिकाओं की कार्यात्मक गतिविधि का दमन सामने आया था। मेथोट्रेक्सेट थेरेपी के नैदानिक ​​प्रभाव और तीव्र चरण रक्त प्रोटीन की एकाग्रता में कमी के बीच एक संबंध भी स्थापित किया गया है।

मेथोट्रेक्सेट के सूजन-रोधी प्रभाव को प्रोइन्फ्लेमेटरी साइटोकिन्स (IL-1) के संश्लेषण के निषेध और उनकी जैविक गतिविधि में कमी, सुपरऑक्साइड रेडिकल्स के गठन के दमन के साथ-साथ प्रोटीयोलाइटिक के उत्पादन के दमन के माध्यम से महसूस किया जा सकता है। एंजाइम, और फॉस्फोलिपेज़ ए2 की गतिविधि में कमी। मेथोट्रेक्सेट की फार्माकोकाइनेटिक विशेषताओं में से एक इसकी सूजन वाले सिनोवियम में जमा होने की क्षमता है, जो आरए में इसकी प्रभावशीलता को समझाने में मदद करती है।

मेथोट्रेक्सेट के अनुप्रयोग का एक अन्य बिंदु प्रोटियोलिटिक एंजाइम (कोलेजेनेज़ और स्ट्रोमेलिसिन) के उत्पादन को रोकना है, जो आरए में जोड़ों के विनाश में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। अंत में, हाल ही में, सबूत प्राप्त हुए हैं कि इन विट्रो मेथोट्रेक्सेट मोनोसाइट भेदभाव और फास एंटीजन अभिव्यक्ति को उत्तेजित करता है, जो एंटी-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स (घुलनशील IL-1 प्रतिपक्षी और rTNF-75R) की बढ़ती रिहाई और IL-1b संश्लेषण के निषेध से जुड़ा है। . इस मामले में, मोनोसाइट्स का बढ़ा हुआ विभेदन टीएनएफ-प्रेरित एपोप्टोसिस के प्रति इन कोशिकाओं की संवेदनशीलता में वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ है। कुल मिलाकर, इन आंकड़ों से पता चलता है कि मेथोट्रेक्सेट के सूजन-रोधी प्रभाव के संभावित तंत्रों में से एक अस्थि मज्जा से सूजन वाले क्षेत्र में अपरिपक्व और "भड़काऊ" मोनोसाइट्स की भर्ती के दमन और इन कोशिकाओं के जीवनकाल में कमी से जुड़ा है। सूजन वाले ऊतकों में.

मेथोट्रेक्सेट सप्ताह में एक बार (मौखिक रूप से या पैरेन्टेरली) निर्धारित किया जाता है, क्योंकि अधिक बार उपयोग से तीव्र और पुरानी विषाक्त प्रतिक्रियाओं का विकास होता है। ज्यादातर मामलों में मेथोट्रेक्सेट की प्रारंभिक खुराक 7.5 मिलीग्राम/सप्ताह है, और बुजुर्ग लोगों में और खराब गुर्दे समारोह (60 मिलीलीटर/मिनट से कम क्रिएटिनिन क्लीयरेंस) के साथ - 5 मिलीग्राम प्रति सप्ताह है। सामान्य गुर्दे समारोह वाले अधिक वजन वाले रोगियों (90 किलोग्राम से अधिक) में, प्रारंभिक खुराक प्रति सप्ताह 10 मिलीग्राम हो सकती है। मौखिक रूप से मेथोट्रेक्सेट की बड़ी खुराक के एक साथ प्रशासन के प्रति संभावित असहिष्णुता के कारण, इसे 2.5 मिलीग्राम की विभाजित खुराक में, 12 घंटे के अंतराल पर, सुबह और शाम, 3 खुराक में, सप्ताह में 2 दिन देने की सिफारिश की जाती है। प्रभाव का मूल्यांकन 6-8 सप्ताह के बाद किया जाता है, और यदि इसे अच्छी तरह से सहन नहीं किया जाता है, तो खुराक धीरे-धीरे प्रति सप्ताह 2.5 मिलीग्राम बढ़ा दी जाती है, क्योंकि मेथोट्रेक्सेट की नैदानिक ​​प्रभावशीलता में खुराक पर स्पष्ट निर्भरता होती है। इस मामले में, मौखिक रूप से लेने पर कुल साप्ताहिक खुराक 25 मिलीग्राम से अधिक नहीं होनी चाहिए। प्रति सप्ताह 25-30 मिलीग्राम से ऊपर की खुराक से बढ़ी हुई प्रभावशीलता सिद्ध नहीं हुई है।

मेथोट्रेक्सेट के पैरेंट्रल प्रशासन का उपयोग मौखिक प्रशासन से प्रभाव की अनुपस्थिति में किया जाता है (मेथोट्रेक्सेट के मौखिक प्रशासन से प्रभाव की कमी गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट में कम अवशोषण के कारण हो सकती है) या गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट से विषाक्त प्रतिक्रियाओं के विकास में। मेथोट्रेक्सेट को पैरेन्टेरली (इंट्रामस्क्युलर, चमड़े के नीचे, अंतःशिरा ड्रिप) का उपयोग करते समय, दवा की पूरी साप्ताहिक खुराक एक बार दी जाती है।

मौखिक मेथोट्रेक्सेट के साथ नैदानिक ​​मापदंडों में सुधार उपचार के 4-8 सप्ताह में होता है और 3-6 महीने में अधिकतम तक पहुंच जाता है। कई नियंत्रित अध्ययनों में प्लेसबो और अन्य एंटीह्यूमेटिक दवाओं की तुलना में आरए के लिए 10-25 मिलीग्राम/सप्ताह की खुराक पर मेथोट्रेक्सेट की प्रभावशीलता की पुष्टि की गई है और विभिन्न लेखकों के अनुसार, 60 से 80% तक है। हालाँकि, मेथोट्रेक्सेट के निरंतर उपयोग से छूट दर 5-15% से अधिक नहीं होती है। इसके अलावा, मेथोट्रेक्सेट के साथ उपचार के दौरान विकसित होने वाले नैदानिक ​​​​सुधार में स्पष्ट खुराक निर्भरता होती है और दवा बंद करने के बाद जल्दी से गायब हो जाती है। इस बात के प्रमाण हैं कि आरए के 50% से अधिक मरीज 3 साल से अधिक समय तक मेथोट्रेक्सेट ले सकते हैं, जो अन्य "बुनियादी" दवाओं को लेने की तुलना में काफी लंबा है, और उपचार बंद करना अक्सर अप्रभावीता की तुलना में साइड इफेक्ट के विकास से जुड़ा होता है। दवा का. प्रभाव की कमी 10-32.6% रोगियों में उपचार बंद करने का कारण है।

इस तथ्य के बावजूद कि मेथोट्रेक्सेट की कम खुराक प्राप्त करने वाले 22-30% रोगियों में दुष्प्रभाव देखे गए हैं, मेथोट्रेक्सेट की प्रभावकारिता/विषाक्तता अनुपात अन्य बुनियादी एजेंटों की तुलना में काफी बेहतर है। वास्तव में, मेथोट्रेक्सेट के साथ उपचार के दौरान विषाक्त प्रतिक्रियाओं की आवृत्ति इसके करीब होती है और कभी-कभी कुछ एनएसएआईडी लेने की तुलना में भी कम होती है।

मेथोट्रेक्सेट के साथ उपचार के दौरान विकसित होने वाले दुष्प्रभावों को 3 मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

फोलेट की कमी से जुड़े प्रभाव (स्टामाटाइटिस, हेमटोपोइजिस का दमन), जिसे फोलिक एसिड निर्धारित करके ठीक किया जा सकता है;

विशिष्ट या एलर्जी प्रतिक्रियाएं (न्यूमोनिटिस), जो कभी-कभी उपचार बाधित होने पर हल हो जाती हैं;

पॉलीग्लूटामिनेटेड मेटाबोलाइट्स (यकृत क्षति) के संचय से जुड़ी प्रतिक्रियाएं।

सबसे आम दुष्प्रभाव अपच संबंधी विकार (30.1\%), यकृत एंजाइमों के बढ़े हुए स्तर (16.1\%), एलर्जी अभिव्यक्तियाँ (12.9\%), और परिधीय रक्त विकार (31.2\%) हैं। नेफ्रोपैथी (11.8\%), क्रोनिक संक्रमण के फॉसी का तेज होना (9.7\%), अल्सरेटिव स्टामाटाइटिस (6\%) कम बार होते हैं। गंभीर हेमटोलॉजिकल विकार शायद ही कभी विकसित होते हैं, 1.4% से अधिक मामले नहीं होते हैं, जो अस्थि मज्जा कोशिकाओं में मेथोट्रेक्सेट के कम संचय से जुड़ा होता है। सबसे गंभीर, हालांकि दुर्लभ, जटिलताओं में से एक फेफड़ों की क्षति है, जो 1-8% रोगियों में देखी जाती है। कुल मिलाकर, साइड इफेक्ट के कारण मेथोट्रेक्सेट बंद होने की दर 12-15% है।

मेथोट्रेक्सेट के दुष्प्रभावों की गतिशील निगरानी में प्रयोगशाला मापदंडों की नियमित निगरानी शामिल है: प्लेटलेट्स, एएसटी, एएलटी (हर हफ्ते जब तक एक स्थिर खुराक प्राप्त नहीं हो जाती, तब तक हर महीने), यूरिया, क्रिएटिनिन (हर 6-12 महीने), छाती के साथ पूर्ण रक्त गणना एक्स-रे (खांसी और सांस लेने में तकलीफ होने पर दोहराएं)।

मेथोट्रेक्सेट के दुष्प्रभावों की गंभीरता को कम करने के लिए, इसकी अनुशंसा की जाती है:

एसिटाइलसैलिसिलिक एसिड (और, यदि संभव हो तो, डाइक्लोफेनाक सोडियम) से बचें और लघु-अभिनय एनएसएआईडी का उपयोग करें

मेथोट्रेक्सेट लेने के दिन, एनएसएआईडी को कम खुराक में जीसी से बदलें

शाम को मेथोट्रेक्सेट लें

मेथोट्रेक्सेट लेने से पहले और/या बाद में एनएसएआईडी की खुराक कम करें

मेथोट्रेक्सेट के पैरेंट्रल प्रशासन पर स्विच करें

मेथोट्रेक्सेट लेने के 24 घंटे बाद अगली खुराक तक कम से कम 1 मिलीग्राम/दिन (5-10 मिलीग्राम/सप्ताह) फोलिक एसिड लें

वमनरोधी दवाएं लिखिए

शराब और कैफीन युक्त पदार्थों या खाद्य पदार्थों से बचें।

मेथोट्रेक्सेट के उपयोग में अंतर्विरोध हैं: यकृत रोग, संक्रमण, फेफड़ों की गंभीर क्षति, गुर्दे की विफलता (क्रिएटिनिन क्लीयरेंस 50 मिली/मिनट से कम), पैन्टीटोपेनिया, घातक नवोप्लाज्म, गर्भावस्था, स्तनपान।

आरए में रेडियोलॉजिकल प्रगति की दर पर मेथोट्रेक्सेट का प्रभाव अभी तक पूरी तरह से निर्धारित नहीं किया गया है। प्रकाशित परिणामों के एक मेटा-विश्लेषण ने एक्स-रे परीक्षा द्वारा ज्ञात क्षरण प्रक्रिया की प्रगति पर प्रभाव के संदर्भ में अन्य बुनियादी दवाओं पर मेथोट्रेक्सेट के लाभों को स्पष्ट रूप से स्थापित नहीं किया है। हालाँकि, कई नियंत्रित अध्ययनों के परिणाम सामने आए हैं कि मेथोट्रेक्सेट का दीर्घकालिक उपयोग (90 महीने तक) नैदानिक ​​छूट के विकास की पृष्ठभूमि के खिलाफ आरए के रोगियों में रेडियोलॉजिकल प्रगति की दर को धीमा करने की अनुमति देता है।

घातक नवोप्लाज्म के लिए दवा की उच्च खुराक लेने वाले रोगियों में मेथोट्रेक्सेट के प्रति प्रतिरोध का विकास एक गंभीर समस्या है। मेथोट्रेक्सेट की कम खुराक के प्रति प्रतिरोध विकसित होने की संभावना, मेथोट्रेक्सेट की स्थिर, पहले से प्रभावी खुराक की पृष्ठभूमि के खिलाफ रोग के बढ़ने की संभावना और लंबे समय के दौरान खुराक में क्रमिक वृद्धि की आवश्यकता पर नैदानिक ​​​​अध्ययन के आंकड़ों से संकेत मिल सकता है। अवधि उपचार. ऐसा माना जाता है कि मेथोट्रेक्सेट का प्रतिरोध कोशिका में मेथोट्रेक्सेट के बिगड़ा हुआ परिवहन, कमजोर पॉलीग्लूटामिनेशन, डीहाइड्रॉफोलेट रिडक्टेस के साथ दवा के बंधन में कमी, या मेथोट्रेक्सेट के पॉलीग्लूटामिनेटेड मेटाबोलाइट्स के बढ़ते विनाश से जुड़ा हो सकता है।

sulfasalazine

1942 में आरए के उपचार के लिए सल्फासालजीन का पहली बार कुछ सफलता के साथ उपयोग किया गया था, लेकिन 6 वर्षों के बाद इसे नकारात्मक मूल्यांकन मिला और लंबे समय तक इसका उपयोग बंद हो गया। यह संभव है कि इनकार आंशिक रूप से त्वरित प्रभाव की उम्मीद के कारण था, जबकि ये दवाएं वास्तव में लंबे समय तक काम करने वाली एंटीर्यूमेटॉइड दवाएं हैं जिनमें सुधार की धीमी और क्रमिक प्रगति होती है। 1970 के दशक में, सल्फासालजीन में नए सिरे से रुचि पैदा हुई और आरए के उपचार में इसके मूल गुणों को ओपन-लेबल और बाद में, डबल-ब्लाइंड अध्ययन दोनों में प्रदर्शित किया गया।

सल्फासालजीन 5-अमीनोसैलिसिलिक एसिड और सल्फापाइरीडीन का एक संयुग्म है, सैलाज़ोपाइरिडाज़िन एमिनोसैलिसिलिक एसिड और सल्फामेथोक्सीपाइरीडीन का एक संयुग्म है। प्रतिरक्षा प्रणाली पर सल्फासालजीन के प्रभाव की प्रकृति और चिकित्सीय प्रभाव के विकास पर इस प्रभाव के महत्व पर कोई सहमति नहीं है। फोलिक एसिड चयापचय (विशेष रूप से, इसके अवशोषण में कमी) पर इसके निरोधात्मक प्रभाव पर पूरी तरह से निर्विवाद डेटा नहीं है। इन विट्रो अध्ययनों में, इसने सिनोवियल कोशिकाओं के प्रसार और उत्तेजित फ़ाइब्रोब्लास्ट द्वारा इंटरल्यूकिन 1 और 6 के उत्पादन को रोक दिया। यह भी संकेत दिया गया कि सल्फासालजीन एडेनोसिन रिसेप्टर्स से बंधने में सक्षम है और इस तरह एक सूजन-रोधी प्रभाव डालता है। आरए में सल्फासालजीन के चिकित्सीय प्रभाव का वास्तविक तंत्र अज्ञात बना हुआ है।

दवा दीर्घकालिक उपयोग के लिए डिज़ाइन की गई है, मुख्य चिकित्सीय खुराक प्रति दिन 2 ग्राम है। आमतौर पर, सहनशीलता का आकलन करने के लिए थेरेपी एक सप्ताह के लिए प्रति दिन 0.5 ग्राम (यानी, एक टैबलेट) से शुरू होती है; फिर दैनिक खुराक को प्रति सप्ताह 0.5 ग्राम तक बढ़ाया जाता है जब तक कि यह 2 ग्राम/दिन तक न पहुंच जाए। यह खुराक कई महीनों तक ली जाती है। यदि एक विशिष्ट खुराक (आमतौर पर प्रति दिन 2 या 1.5 ग्राम) लेते समय स्थिर नैदानिक ​​​​और प्रयोगशाला सुधार विकसित होता है, तो बाद में इसके वास्तविक प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए इस खुराक को कम किया जा सकता है।

सल्फासालजीन आर्टिकुलर सिंड्रोम की नैदानिक ​​​​अभिव्यक्तियों को कम करता है और कुछ रोगियों में एनएसएआईडी की खुराक को कम करने की अनुमति देता है, और कुछ रोगियों में प्रेडनिसोलोन की खुराक को भी कम करता है। सल्फासालजीन लेते समय आरए छूट का विकास दुर्लभ था। आरए सूजन गतिविधि संकेतकों और रेडियोलॉजिकल प्रगति की सकारात्मक गतिशीलता के बीच कोई संबंध नहीं था।

सल्फासालजीन की सहनशीलता काफी संतोषजनक है, जो बाह्य रोगी के आधार पर दीर्घकालिक उपचार की सुविधा प्रदान करती है। साइड इफेक्ट्स में अक्सर मतली, पेट में दर्द, सिरदर्द, चक्कर आना, त्वचा पर एलर्जी संबंधी चकत्ते, ल्यूकोसाइट्स और प्लेटलेट्स की संख्या में कमी, कम बार - दस्त, ट्रांसएमिनेस के स्तर में वृद्धि, स्टामाटाइटिस, सियानोटिक-भूरे रंग का विकास शामिल है। त्वचा, जो सल्फोहीमोग्लोबिन (ऑक्सीजन बंधन को बाधित किए बिना) के निर्माण से जुड़ी थी। बहुत कम ही, एग्रानुलोसाइटोसिस, मेगालोब्लास्टिक एनीमिया, स्टीवंस-जॉनसन और लिएल सिंड्रोम जैसे गंभीर त्वचा घाव और फाइब्रोसिंग एल्वोलिटिस देखे गए थे। अधिकांश दुष्प्रभाव उपचार के पहले 3 महीनों में विकसित होते हैं। इसलिए, एक स्थिर खुराक प्राप्त होने तक हर 2 सप्ताह में एक पूर्ण रक्त गणना की सिफारिश की जाती है, फिर हर 6 सप्ताह में। लिवर एंजाइम (एएसटी, एएलटी) - हर 6 सप्ताह में, यूरिया, क्रिएटिनिन - हर 3 महीने में। एएनएफ - यदि दवा-प्रेरित ल्यूपस के विकास का संदेह है।

सल्फासालजीन के उपयोग में बाधाएं सल्फोनामाइड दवाओं के प्रति असहिष्णुता और बिगड़ा हुआ यकृत और गुर्दे के कार्य के लक्षण हैं।