Диссертация (1145903), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Эти данные свидетельствуют о том, чтов фибробластах гидрокортизон, по-видимому, действует на уровне ФЛА2, в то время как вмакрофагах – на стадии продукции эйкозаноидов (Wood et al., 1984). В макрофагах, выделенныхиз красного костного мозга мыши, так же как и в фибробластах, глюкокортикоиды ингибируютне только продукцию АК с участием ФЛА2, но и ферменты циклооксигеназного пути окисленияАК (циклооксигеназу/ простагландин Е-изомеразу) (Goppelt-Struebe et al., 1989). При этомвлияние на циклооксигеназный путь метаболизма было более выраженным.Такимобразом,можнозаключить,чтопротивовоспалительноедействиеглюкокортикоидов обусловлено их комплексным воздействием на каскад метаболизма АК.2.2.2 Каскад метаболизма арахидоновой кислотыСвободная АК метаболизируется в клетке в результате ферментативного окисления собразованиембиологическиактивныхсоединений–эйкозаноидов(простагландинов,тромбоксанов, лейкотриенов, различных гидроксикислот, эпоксидов и некоторых другихпродуктов) (рис.
14) (Крутецкая, Лебедев, 1993; Крутецкая и др., 2003).Известны 3 энзиматических пути окисления АК, в которых участвуют циклооксигеназы,липоксигеназы и эпоксигеназы (рис. 15) (Needleman et al., 1986; Lapetina, 1990, Panigrahy et al.,2010).42Рис. 14. Структура эйкозаноидов (по Panigrahy et al., 2010, с модиф.)43Рис. 15. Каскад метаболизма арахидоновой кислоты(по Panigrahy et al., 2010 с модиф.)Арахидоновая кислота высвобождается из мембранных фосфолипидов и подвергаетсябиологическому окислению с участием трёх групп ферментов: 1) циклооксигеназы(cyclooxygenases, COX-1, 2, 3); 2) липоксигеназы (lipoxygenases, LOX-5, 8, 12, 15); 3)цитохромы-Р450 (cytochromes P450, CYP), которые включают ω-гидроксилазы (CYP4A) исобственно эпоксигеназы (CYP2C, CYP2J).
Продуктами метаболизма арахидоновой кислотыявляются биологически активные вещества эйкозаноиды, которые принимают участие врегуляции различных физиологических и патофизиологических процессов.PG – prostaglandins (простагландины), ТХ – thromboxanes (тромбоксаны), LT –leukotrienes (лейкотриены), HETE – hydroxyeicosatetraenoic acids (гидроксиэйкозатетраеновыекислоты), EET – epoxyeicosatrienoic acids (эпоксиэйкозатриеновые кислоты), DHET –dihydroxyeicosatrienoic acid (дигидроксиэейкозатриеновые кислоты), sEH – soluble epoxidehydrolase (растворимая эпоксид-гидролаза).442.2.2.1.
Циклооксигеназный путь метаболизма арахидоновой кислотыЦиклооксигеназа (ЦОГ), или простагландинэндопероксид-Н-синтаза, представляет собойсвязанный с мембраной гемсодержащий фермент (70 кДа) (Davies et al., 1984). Для её работынеобходим молекулярный кислород (Needleman et al., 1986). Известны 2 изоформы этогофермента: циклооксигеназа-1 (ЦОГ-1) и циклооксигеназа-2 (ЦОГ-2) (Dubois et al., 1998;Машковский, 2005; Симонова, Немцов, 2007).
ЦОГ-1 (конституциональная изоформа)экспрессируется в клетке постоянно, её активность связана с нормальным функционированиемразличных систем органов. ЦОГ-2 (индуцибельная изоформа) присутствует в покоящейсяклетке в небольших количествах, однако её экспрессия усиливается при воздействии различныхсигнальных факторов (бактериальных липополисахаридов, цитокинов, факторов роста).Именно ЦОГ-2 играет ключевую роль в воспалении (Dubois et al., 1998).Нарисунке16представленаструктурнаяорганизацияЦОГнапримереконституциональной изоформы.Рис.
16. Структура циклооксигеназы-1 (по Smith et al., 2000)а – ленточное изображение (ribbon diagram) циклооксигеназы-1, ассоциированной смембраной-мишенью. Фермент представляет собой гомодимер, каждый мономер котороговключает в себя следующие структурно-функциональные домены: 1) N-терминальный домендимеризации (EGF-подобный домен, зелёный), 2) домен связывания с мембраной (оранжевый),3) глобулярный каталитический домен (синий), содержащий в циклооксигеназном активномцентре гем (красный).
С пероксидазным активным центром каталитического доменасвязываются многие ингибиторы циклооксигеназ, в том числе флурбипрофен (жёлтый).б – структура мономера циклооксигеназы-1 (цветовые обозначения те же).EGF – epidermal growth factor, эпидермальный фактор роста; СОХ – cyclooxygenase,циклооксигеназный активный центр; РОХ – peroxidase, пероксидазный активный центр; MBP –membrane-binding domain, домен связывания с мембраной.45Можно выделить несколько этапов циклооксигеназного пути метаболизма АК (Davies etal., 1984; Крутецкая, Лебедев, 1993). Изначально при окислении АК с участием ЦОГпроисходит включение 2 атомов кислорода в молекулу АК в положении С-11 и С-15. Врезультате образуется первый нестабильный эндопероксид простагландин G2 (ПГ-G2), которыйвосстанавливается до второго нестабильного эндопероксида – простагландина Н2 (ПГ-Н2).
Изних в результате дальнейших превращений могут образоваться другие продукты простагландины Е2, D2 F2α (ПГ-Е2, ПГ-D2, ПГ-F2α). Эндопероксиды под действиемпростагландин-I2-cинтазы превращаются в ПГ-I2 (простациклин), а под действием тромбоксанА2-синтазы – в тромбоксан-А2 (ТК-А2). ПГ- I2 и ТК-А2 спонтанно гидролизуются до 6кетопростагландина F2α и тромбоксана В2 (ТК-В2) соответственно (Davies et al., 1984;Крутецкая, Лебедев, 1993).ПГ являются паракринными и аутокринными факторами, поэтому целый ряд тканейимеют рецепторы к этим соединениям (Dubois et al., 1998). Во-первых, ПГ взаимодействуют срецепторами плазмалеммы, связанными с гетеротримерными G-белками: например, мишеньюдля ПГ-Е2 являются рецепторы ЕР 1-4 (E-prostanoid receptor 1 - 4), ассоциированные с белкамиGs,GiилиGq.Активацияэтихрецепторовзапускаетаденилатциклазныйилифосфоинозитидный пути передачи сигнала (Sales, Jabbour, 2003).
Во-вторых, ПГ связываются сядерными рецепторами PPARs (peroxisome proliferator activated receptors: рецепторы,активируемые фактором пролиферации пероксисом), которые работают как транскрипционныефакторы при связывании лиганда (Dubois et al., 1998).ПГ обладают широким спектром физиологических эффектов. Прежде всего, ПГпредставляют собой медиаторы системного воспаления (Симонова, Немцов, 2007). Ониповышаютчувствительностьгипоталамическихцентровтерморегуляциикдействиюэндогенных пирогенов (например, интерлейкина-1, IL-1), образующихся под влияниеммикроорганизмов, вирусов, токсинов и, таким образом, индуцируют общее повышениетемпературы (Симонова, Немцов, 2007).
Также ПГ увеличивают чувствительность клеточныхрецепторов к гистамину, брадикинину и серотонину, снижая порог болевой чувствительности(Симонова, Немцов, 2007).ПГ играют важную роль в нормальном функционировании слизистой желудочнокишечного тракта. В частности, они оказывают цитопротекторное действие на клеткикишечного эпителия и поддерживают нормальную структуру кишечных желёз (Cohn et al.,1997).Установлено, что ПГ являются мощными регуляторами тонуса гладких мышц (Sugimotoet al., 1997). Так, различные ПГ-Е и ПГ-F оказывают стимулирующее воздействие намускулатуру матки. Было показано, что у мышей ПГ-F2α, продуцируемый в тканях плода и46матки, индуцирует распад жёлтого тела в яичнике (Sugimoto et al., 1997).
Это приводит кснижению продукции материнского прогестерона и повышению чувствительности рецепторовмиометрия к окситоцину, что в конечном итоге и обеспечивает запуск родов (Sugimoto et al.,1997). На основе ПГ-Е2 разработан препарат «Простенон», который применяется вмедицинской практике для стимуляции родовой деятельности (Машковский, 2005).ПГ-I2 (простациклин), синтезируемый в клетках эндотелия, расширяет сосуды, сужаетбронхи и ингибирует агрегацию тромбоцитов (Davies et al., 1984; Lapetina, 1990). ПГ-Е2расширяет периферические кровеносные сосуды и бронхи; ПГ- F2α, наоборот, характеризуетсябронхоконстрикторным эффектом (Машковский, 2005).Сосудорасширяющий эффект ПГ имеет большое значение для регуляции почечного токаплазмы и клубочковой фильтрации.
Вследствие этого ингибирование продукции ПГ приводит кразвитию почечной недостаточности (Zambarski, 1995). Кроме того, ПГ могут участвовать врегуляции транспорта веществ в почке. Так, было показано, что ПГ-Е2 ингибирует реабсорбциюионов Cl¯ в толстой восходящей части петли Генле (Stokes, 1979).ТК, так же как и ПГ, представляют собой паракринные или аутокринные факторы ивоздействуют на мембранные рецепторы, связанные с Gq-белками. При активации этихрецепторов происходит запуск фосфоинозитидной сигнальной системы (Abe et al., 1995). ТКявляются вазоконстрикторами: например, ТК-А2 вызывает сокращение гладких мышцкровеносных сосудов и сужение бронхов (Davies et al., 1984; Lapetina, 1990; Nozawa et al., 1991).ТК-А2, продуцируемый активированными кровяными пластинками (тромбоцитами), активируетдругие тромбоциты и усиливает их агрегацию (Siess, 1989). Также ТК играют важную роль вфизиологической регуляции работы почек: они снижают почечный кровоток и уменьшаютскорость клубочковой фильтрации (Wilkes et al., 1989).2.2.2.2.
Липоксигеназный путь метаболизма арахидоновой кислотыЛипоксигеназы (ЛОГ) – это ферменты, содержащие негемовое железо (Fe2+/Fe3+),которые катализируют диоксигенирование (включение одной молекулы кислорода) вполиненасыщенные жирные кислоты с двумя и более изолированными двойными связями(Kuhn et al., 2015).
В клетках млекопитающих в качестве наиболее распространённыхсубстратов ЛОГ выступают свободные линолевая (С18:∆2, ω6) и арахидоновая (C20: ∆4, ω6)кислоты (Kuhn et al., 2015). Первичным продуктом окисления АК с участием ЛОГ являютсягидропероксиэйкозатетраеновые кислоты (ГПЭТЕК). При этом гидропероксигруппа может47включаться при 5, 12 или 15 атоме углерода в молекуле АК (Lapetina, 1990; Kuhn, O’Donnell,2006).Геном человека содержит шесть функциональных генов ЛОГ: ALOX15 (arachidonatelipoxygenase 15, арахидонат-липоксигеназа), ALOX15B, ALOX12, ALOX12В, ALOXЕ3, ALOX5,(Kuhn et al., 2015). Эти гены кодируют шесть различных изоформ ЛОГ, которыеэкспрессируются в различных тканях: 15-ЛОГ, 12В-ЛОГ, 12-ЛОГ, 12R-ЛОГ, эпидермальныеЛОГ и 5-ЛОГ (Kuhn et al., 2015).
Структура 5-ЛОГ представлена на рис. 18.ЛОГ в неактивном состоянии локализованы в цитоплазме; 5-ЛОГ также можетрасполагаться внутри ядра (Radmark et al., 2015). При активации происходит транслокация ЛОГи связывание с различными клеточными мембранами. Так, 5-ЛОГ, как правило, связывается сядерной оболочкой, 12/15-ЛОГ – с плазмалеммой или внутриклеточными мембранами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
