Использование синтетических простанойдов для защиты печени

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АТФ - аденозин-5'-трифосфат

АЦ - аденилатциклаза

Лт - лейкотриен

ПГ - простагландин

ПОЛ - перекисное окисление липидов

ПЦ - простациклин

СОЖ - слозистая оболочка желудка

Тх - тромбоксан

Фл - фосфолипаза

цАМФ - 3',5' -аденозинмонофосфат циклический

ЦНС - центральная нервная система

С - ионы кальция (II)

С - четыреххлористый углерод

СОХ - циклооксигеназа

DP - рецептор простагландинов группы D

EP - рецептор простагландинов группы E

FP - рецептор простагландинов группы F

IL - интерлейкин

IP - рецептор простагландинов группы I

TNF - фактор некроза опухолей

TP - рецептор тромбоксанов

ВВЕДЕНИЕ

Четыреххлористый углерод - бесцветная, негорючая, летучая жидкость с отличительным запахом и нерастворимая в воде, полученная путем хлорирования метана, этана, пропана или пропена. Применяется в качестве бытового растворителя, чистящего агента, химического реагента. В тоже время известно, что вдыхание паров этого соединения может подавлять активность ЦНС и вызывать дегенерацию печени и почек, а также оказывает общетоксический летальный эффект. Токсическое действие различных хлорированных углеводородов также обладает определенным сходством. Они хорошо растворяются в липоидах, поэтому легко проникают в организм и быстро распределяются в нем. Отравления возможны также при проглатывании яда и всасывании через кожу. Все соединения этой группы обладают умеренно выраженным местным раздражающим действием и способны вызывать дерматит, конъюнктивит, ларинготрахеит, гастроэнтерит. При контакте с хлорированными углеводородами ощущается резкий сладковатый характерный запах, который однако быстро притупляется. Все они обладают выраженным наркотическим действием. Этиловый спирт усиливает токсическое действие четыреххлористого углерода. Все яды этой группы резко повышают чувствительность миокарда к адреналину и адреномиметикам. Хлорированные углеводороды быстро всасываются в желудочно-кишечном тракте, в легких, и в ближайшие минуты их можно определить в крови. Хорошо известны факты, когда через несколько минут после вдыхания паров галогенуглеводородов или их приема внутрь человек терял сознание и у него развивалась резко выраженная клиническая картина интоксикации.

Значительные количества яда скапливается в жировой ткани. Выделение неизмененных хлорированных углеводородов происходит в основном через легкие, при пероральном отравлении - также и через желудочно-кишечный тракт. Водорастворимые метаболиты удаляются с мочой. Большинство хлорированных водородов исчезают из крови в течение несколько часов - суток. Жировые депо очищаются от яда значительно медленнее, чем кровь. Смертельные дозы при приеме внутрь составляют 20-30 мл для четыреххлористого углерода и дихлорэтана, 30-80 мл для три- и тетрахлорэтилена и хлороформа. С 1970 года использование в качестве растворителя в США запрещено из-за его токсичности, он все еще производится в больших количествах во всем мире с различными целями.

Несмотря на то, что применяют в экспериментальных моделях оценки терапевтического потенциала новых потенциальных лекарственных средств и природных антиоксидантов, но до сих пор не найдены лекарственные препараты, способные нейтрализовать токсическое действие на различные органы. Наиболее широко распространенным способом лечения отравлений является гемо- и гепатодиализ, а также переливание больших обьемов донорской крови в первый час после попадания данного токсиканта в организм. Смертность от острого отравления у детей чрезвычайно высока. По данным ВОЗ занимает четвертое место среди наиболее опасных химических токсикантов и ежегодно уносит из жизни 114 000 человек.

Целью настоящей работы является анализ и систематизация дополнительной литературы касающейся возможности использования синтетических простанойдов для защиты печени, под действием бытовых и промышленных галогензамещенных токсинов.

простанойд гепатопротекторный метаболизм

ГЛАВА 1. БИОХИМИЧЕСКИЕ ПУТИ РЕАЛИЗАЦИИ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ГАЛОГЕНЗАМЕЩЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ

На сегодняшний день, токсическое действие реализуется четырьмя важнейшими биохимическими путями:

Непосредственным воздействием на печень (эффект растворителя)

Инициацией перекисного окисления липидов

Нарушением - гомеостаза

Повреждение нуклеиновых кислот

1.1 Непосредственное повреждение печени

По проведенным экспериментам ранняя гибель гепатоцитов в культуре не зависит от метаболизма , но может быть связана с прямым действием внутриклеточные мембраны. усиливает клеточную проницаемость in vitro в концентрациях, которые способны вызвать клеточную гибель.

По экспериментальным данным выяснено, что воздействие вызывает цирроз печени, а введение S-аденозинметионина может частично предотвращать - индуцированное повреждение печени.

Воздействие на крыс в течение 3 недель приводило гипометилированию ДНК печени, по сравнению с ДНК печени контрольных и опытных животных, которая может быть метилирована in vitro с использованием в качестве донора [-метил]- S-аденозинметионин. Эффект на метилирование ДНК корректировался введением S-аденозинметионина, причем значения включенности метильных групп в ДНК были сопоставимы с контрольными животными.

также индуцировал значительное снижение сывороточного уровня гомоцистеина, причем данный эффект частично предотвращался введением S-аденозинметионина.

активируется в печени цитохромами : (CYP)2E1, (CYP)2B1, (CYP)2B2, а возможно, и (CYP)3А, формируя трихлорметильный радикал •). Данный радикал может образовывать сшивки с биологическими молекулами (нуклеиновыми кислотами, белками, липидами), вызывая нарушения важнейших клеточных процессов, таких как метаболизм липидов, нарушение матричных процессов с соответствующими последствиями, в виде липидной дегенерации, некроза и аппоптоза, а также реагировать с молекулярным кислородом, формируя трихлорметилперикисный радикал COO•). COO• инициирует цепную реакцию окисления липидов, которая повреждает полиненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав фосфолипидов. Это изменяет проницаемость мембран митохондрий, эритроцитов, плазматических мембран, приводя к нарушению клеточного гомеостаза и кальциевого обмена, что и приводит к гибели клеток. Среди продуктов деградации жирных кислот преобладают реактивные альдегиды, особенно 4-гидроксиноненаль, который легко связывается с функциональными группами белка, и ингибирует активность клеточных ферментов.

Интоксикация риводит и к гипометилированию биологических полимеров, что является причиной в случае РНК - ингибирования белкового синтеза, в случае фосфолипидов - к ингибированию секреции липопротеинов. Ни один из этих процессов не является непосредственной причиной - индуцированной клеточной гибели, но в совокупности они достигают фатального результата, действуя однократно в высокой дозе, или в течение продолжительного периода в низких дозах. Повреждение печени, индуцированное было смодулировано в экспериментах на монослоях гепатоцитов крыс, с акцентом на вовлеченность ковалентного связывания метаболитов с компонентами клетки и/или пероксидативного повреждения как основной причины повреждения клеток. В ходе проведения эксперимента было установлено:

Ковалентное связывание -метаболитов регистрировалось в гепатоцитах сразу после воздействия .

Низкое парциальное давление увеличивает биотрансформацию и, таким образом, ковалентное связывание возрастает.

связывается с липидами и белками всех клеточных фракций. Связывание происходит, с триацилглицеролами и фосфолипидами.

снижает скорость секреции триацилглицерола.

-Токоферол блокировал окисление липидов, но нековалентное связывание, и секреция липопротеинов была заингибирована.

Радикальная ловушка (пиперонилбутоксида) предотвращала индуцированное окисление липидов, ковалентное связывание метаболитов с клеточными компонентами и нарушение метаболизма липопротеинов.

Таким образом, ковалентное связывание радикала • с клеточными компонентами инициируют ингибирование секреции липопротеинов, в том время, как реакция с инициирует окисление липидов.

Эти процессы взаимосвязаны, и то, какой процесс будет иметь место, зависит от парциального давления кислорода. Первый процесс приводит к образованию аддуктов и, соответственно, возможной инициации рака. В то время как последний вызывает нарушение - гомеостаза, и соответственно инициирует апоптоз и клеточную гибель.

1.2 Инициация перекисного окисления липидов

В основе перекисного окисления липидов лежит окислительный стресс, что является причиной развития многих острых и хронических заболеваний. Перекисное окисление липидов это все типы окисления жирных кислот, которое происходит in vivo. Полиненасыщенные жирные кислоты более чувствительны к перекисному окислению, чем насыщенные и мононенасыщенные. Перекисное окисление липидов in vivo, через неферментативные свободнорадикальные пути - это реакция, которая требует присутствия полиненасыщенных жирных кислот и кислородного индуктора, который формирует свободнорадикальный интермедиат. Он взаимодействует с кислородом в форме пероксилрадикала (LOO•), взаимодействующего с белками мембран. Пероксилрадикал, взаимодействуя с жирными кислотами, образует вторичный углерод-центрированный радикал, который реагирует со свободными формами кислорода, образуя другие пероксилрадикалы.

Повреждающее действие перикисного окисления липидов обусловлено двумя механизмами:

Изменяются структурно-функциональные свойства мембран, в результате потери полиненасыщенных жирных кислот и накопления окисленных липидов

Образуются низкомолекулярные, токсичные продукты окисления мембранных липидов (малоновый диальдегид).

Перекисное окисление липидов лежит в основе повреждающего действия на мембраны лизосом. Снижение стабильности и повышение проницаемости лизосомальных мембран приводит к высвобождению лизосомальных ферментов и, соответственно, к повреждению клеток. Повышение хрупкости лизосомальных мембран может быть также вызвано низким энергетическим уровнем паренхимальных клеток вследствие подавления синтеза АТФ поврежденными митохондриями.

Воздействие витамина А повышает токсическое действие . Предобработка крыс высокими дозами витамина А повышает гепатотоксичность . Установлено, что высокие дозы витамина А обеспечивают четырехкратное увеличение - индуцированного перекисного окисления липидов. Витамин А не активирует макрофаги, так как увеличение перекисного окисления липидов и поражения печени является результатом высвобождения активных форм кислорода из активированных купферовских клеток.

1.3 Нарушение - гомеостаза

Нарушение - гомеостаза - второй важнейший механизм реализации токсичеческого действия .

При воздействии гепатотоксинов, таких как происходит повышение уровня цитозольного . Это связано с ингибированием - и - АТФаз, которые переносят ионы кальция из эндоплзматического ретикулума. Повышение уровня цитозольного является результатом активации - высвобождающих каналов. Ингибирование -индуцированного высвобождения , 4-метилпиразолем и антиCYP2E1, а также необходимость NADФН показывает, что метаболизм необходим для активации высвобождения . Высвобождение обеспечивается тиольными оксидантами, такими как 2,2- дитиодипиридин. Липофильные тиолы могут частично обращать -индуцированное высвобождение .

Известно также, что печень содержит гуанозин - чувствительный выход . Индуцированный выход блокируется рутениумом красным - специфическим ингибитором гуанозинового рецептора. Рутениум красный не блокировал метаболизм в . блокировал связывание гуанозина - специфического лиганда гуанозин-чувствительного - канала. Метаболизм в реактивные формы цитохромом Р450 приводит к активации гуанозин-чувствительного - канала, вследствие окисления липофильных тиолов канала. Активация -высвобождающих каналов играет важную роль в повышении уровня цитозольного , обнаруженного в печени после воздействия гепатотоксинов.

Показкно, что ингибирующее действие на активность кальциевого насоса эндоплазматического ретикулума и плазматических мембран вызывало потерю митохондриями способности удерживать ионы кальция, приводило к изменению кальциевого гомеостаза вследствие перераспределения указанных ионов между эндоплазматическим ретикулумом и митохондриями с одной стороны, цитозолем - с другой стороны. В ряде экспериментов инкубация изолированных гепатоцитов крысы с вызывает значительное снижение содержания в митохондриальном и экстрамитохондрильном компартментах.

Гепатотоксичность опосредуется через первоначальное восстановление до •, цитохромом Р-450. После чего свободные радикалы повреждают важнейшие метаболические системы, такие как АТФ-зависимый микросомальный - насос.

1.4 Влияние на нуклеиновые кислоты и процессы матричного синтеза

Действие на нуклеиновые кислоты опосредуется его свободнорадикальными аддуктами (COO•),(•), образующимися в ходе метаболического превращения данного ксенобиотика. может образовывать связи с нуклеиновыми кислотами, вызывая развитие патологических процессов.

Интересно, что оказывает влияние на экспрессию генов в печени крыс. Анализ митохондриальных белков показал наличие положительной связи двух белков, вовлеченных в развитие стресса. Среди белков подвергнутых отрицательной обратной связи - ферменты, вовлеченные в метаболизм липидов и аминокислот. Несколько генов вовлечено в стрессовый ответ, восстановления ДНК и белка. Таким образом, единственная доза вызывает изменения в экспрессии генов и синтеза белка, что может быть связано с механизмом его токсического действия. На молекулярном уровне активирует TNF-б, NO и трансформирующие ростовые факторы TGF-б и в в клетке, направляет клетку в сторону аппоптоза или фиброза. TNF-б вызывает аппоптотические изменения, в то время как TGF-б направляет клетку в сторону фиброза. Il-6, индуцированный TNF-б, проявляет антиаппоптотический эффект; Il-10 частично предотвращает действие TNF-б. Таким образом, оба интерлейкина спосбны инициировать восстановление клеток, поврежденных .

Среди генов, чья экспрессия, меняется в присутствии , можно выделить как гены, участвующие в запуске аппоптоза, так и несколько генов, которые могут быть вовлечены в стрессовый ответ, восстановление ДНК и белка.

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ БИОХИМИИ ПРОСТАГЛАНДИНОВ

2.1Номенклатура простагландинов

Согласно современным представлениям, ПГ представляют собой отдельную группу биогенных физиологических активных веществ, индивидуально различающихся по деталям химического строения и физиологической (фармакологической) активности. В 30-х 20 века было обнаружено, что семенная жидкость человека способна сокращать матку и гладкие мышцы других органов. Как выяснилось позже, эти вещества образует предстательная железа и поэтому назвали их простагландины. В 1957 г. ПГ были выделены из бараньих семенных пузырьков в кристаллическом виде, а в 1962 г. установлена их структура. В настоящее время идентифицировано 14 природных простагландинов, 13 из которых в различных концентрациях обнаружены почти во всех тканях млекопитающих и человека: в головном мозге и легких, тимусе и печени, щитовидной и поджелудочных железа, радужной оболочке глаза и амниотической жидкости. В последующем ПГ были открыты во всех тканях животных, микроорганизмов, грибах и низших растениях. Содержание простагландинов в большинстве тканей невелико. Единственный богатый природный источник ПГ горгониевые кораллы (Plexaura homomalla), в которых содержание и его производных достигает 1,5-2% от сухого веса.

Все ПГ относятся к ряду жирных кислот. В основе их строения лежит простаноевая кислота, состоящая из 20-членной углеродной цепи, часть которой включена в 5-углеродное лактонное кольцо. В связи с этим, ПГ природной конфигурации можно рассматривать как производные простаноевой кислоты, в 5-членном кольце которой находятся различные заместители. Все подобные соединения содержат транс-двойную связь в положении 13 и 15 S-OH-группу (кроме ПГ G). Кроме того в молекуле могут находится цис-двойные связи в положении 5 и 17.

В зависимости от числа двойных связей в боковых цепях каждая группа подразделяется на серии и нумеруется числовым индексом, например,, . Индексация буквами б и в расположения заместителей у ассиметричного центра принята только в кольце молекулы (б-под плоскостью кольца, в-над), например, , .

Помимо вышеперечисленной полусистематической номенклатуры, для наименования ПГ в современной биохимии используются правила номенклатуры терпенов и стероидов (IUPAC): например, по систематической номенклатуре именуется как (13E, 15 S) -11,15-диокси -9-оксопропан - 5, 13 - диен -1-овая кислота. Химическая близость ПГ к ненасыщенным жирным кислотам явилась основанием для изучения роли этих кислот в биосинтезе ПГ. ПГ с одной двойной связью в боковых цепях синтезируются из эйкозатриеновой (дигомо-г-линоленовой), с двумя - эйкозатетраеновой (арахидоновой), с тремя - эйкозапентаеновой (тимнодоновой) кислот. В экспериментах in vitro инкубация дигомо-г-линоленовой, арахидоновой и 5,8.11,14,17- эйкозапентаеновой кислот (цис-форма) с гомогенатом семенных пузырьков барана (источник ферментов биосинтеза) приводила к образованию и а при использовании в качестве источника фермента легкого наблюдался синтез ПГ группы F. Таким образом ненасыщенные жирные кислоты действительно являются предшественниками ПГ.

2.2 Биосинтез и метаболизм простагландинов

Высвобождения простагландинов под влиянием различных стимулов-«высвободителей» предшествует энергичный и чрезвычайно быстрый их биосинтез в клетке. Для этого необходимо наличие линолевой кислоты, депонированной в клетке в виде фосфолипидов, из которых она высвобождается. Линолевая кислота - предшественник, из которого энзиматическим путем образуются ПГ с двумя двойными связями в молекуле.

Для биосинтеза ПГ необходимы фосфолипиды, локализованные в цитоплазматической мембране. Под влиянием стимулирующего воздействия происходит резкая активация фосфолипазы А, вследствие чего линолевая кислота высвобождается и превращается в прямой предшественник ПГ- арахидоновую кислоту, которая поступает из мембран внутрь клетки. Арахидоновая кислота после высвобождения из фосфолипидов биомембран под действием Фл А или С в зависимости от ферментативного пути превращения: циклооксигеназный путь дает начало простаноидам (ПГ, ПЦ, Тх), липооксигеназный ЛТ, а цитохром Р-450-эпооксигеназный - эпоксиэйкозаноидам. Первый путь получил наименование циклооксигеназного пути превращения арахидоновой кислоты. Первичной реакцией образования ПГ является двойное окисление ненасыщенной жирной кислоты с образованием лабильного промежуточного ПГН. Реакция трансформации жирной кислоты включает присоединение 2 молекул , образование эндоперекиси, изомеризацию углеродного скелета и восстановление гидроперикисной группы до оксигруппы. Все реакции превращения ненасыщенной кислоты в ПГН осуществляется одним ферментом - мембранным гемогликопротеином - эндопероксид ПГ-синтетазой (ПГН-синтетазой или СОХ), которая катализирует как реакцию циклооксигенирования, так и реакцию восстановления гидроперекисной группы (пероксидазная реакция).

Существует две изоформы СОХ: конститутивная (СОХ-1) и индуцибельная (СОХ-2), экспрессия которой усиливается противовоспалительными цитокинами. Именно эта изоформа и является основной мишенью действия противовоспалительных препаратов, таких как аспирин и индометацин. В последнее время появляются данные о третьей изоформе фермента СОХ-3, которая обнаружена в ЦНС и рассматривается как мишень действия анальгетика-антипиретика парацетамола; этим обьясняется отсутствие у него противовоспалительных свойств и нетипичность гастропатий как проявлений побочного действия.

В систему ПГ-синтетазы входят разные ферменты, принимающие участие в биосинтезе ПГ: диоксигеназа, изомераза, донор водорода - кислородоксидредуктаза и др. Для ее успешного функционирования требуется молекулярный кислород и различные кофакторы.

Простагландинсинтезирующие системы найдены во многих тканях. Среди них - семенные пузырьки, легкие, центральная нервная система, слизистая кишечника, мозговая ткань надпочечника и др.

На дальнейших стадиях биосинтеза ПГ происходит образование из эндопероксидов и . Этот процесс протекает в эндоплазматическом ретикулуме, осуществляется с помощью разных ферментов: изомеразы и редуктазы. Данные ПГ являются первичными, так как из них синтезируются соединения других серий, например, из образуется , который может превращаться в изомеры ПГВ или ПГС. Это подтверждается в экспериментах in vitro: в присутствии слабой кислоты или щелочи подвергается дегидрированию кольца, в результате чего образуется ПГА. В присутствии сильной щелочи двойная связь в положении С:10 - С:11 перемещается в позицию С:8 - С:12 и образуется ПГВ.

Арахидоновая кислота - не единственный предшественник ПГ. Дигомо-j-линоленовая кислота образующаяся из линолевой, а также 5,8,11,14,17-ейкозапентаеновая кислота - соединения из которых аналогичным и биосинтетическим путем получаются соответственно простагландины с одной или тремя двойными связями в молекуле, например , , ,.

Особенностью биосинтеза ПГ заключается в том, что процесс не является органоспецифиеским и протекает во всех органах и тканях. Спецификация образования ПГ той или иной группы в том или ином органе осуществляется на уровне «вторых» ферментов, трансформирующих ПГ Н в специфический для данного органа на данном этапе существования в физиологических или патологических условиях ПГ. Эти органоспецифические ферменты синтеза ПГ обьединены общим названием ПГН- конвертазы: фермент мембран головного мозга - эндопероксид -ПГD-изомераза - конвертирует ПГН в ПГ, ферменты везикулярных желез - ПГЕ-изомераза и F- редуктаза - в и . Тх, в частности Тх, синтезируется преимущественно в ткани мозга, селезенки, легких, почек, а также в тромбоцитах и воспалительной гранулеме из ПГН под действием ТхА- синтетазы, а из Тх образуются все остальные Тх. ПГ синтезируется преимущественно в эндотелии сосудов, сердечной мышце, ткани матки и слизистой оболочке желудка из ПГН под действием ПГI-синтетазы.

Простагландины не депонируются в тканях, а синтезируются, в весьма ограниченном количестве, по мере физиологической необходимости, и имеют короткий жизненный цикл. Их биологическое действие реализуется в трех основных направлениях:

Действие на клетку, в которой они вырабатываются;

Влияние на окружающие клетки;

Эффекты на ткани, находящиеся на значительном отдалении от места биосинтеза.

Организм человека синтезирует в сутки в пределах 100мкг основных ПГ. Содержание ПГ в отдельных органах и тканях исчисляется в долях микрограмма на 1 грамм ткани. Низкое содержание ПГ обусловлено, во многом, исключительной интенсивностью их распада. Смысл наличия в организме системы быстрого разложения ПГ состоит в том, что эти соединения способны взаимодействовать с колоссальным количеством рецепторов, обильно рассеянных по всему организму. При первом прохождении ПГ по малому кругу кровообращения разрушается около 90% этих веществ. Лишь ПГ группы А, как наиболее устойчивые соединения, поступают в большой круг кровообращения и оказывают мощное, но непродолжительное действие на различные органы и их системы.

Инактивация ПГ в организме млекопитающего предлагает следующие превращения:

Окисление аллильной 15-оксигруппы под действием 15-окси-ПГ-дегидрогеназы;

Восстановление транс 13,14- двойной связи 13,14-ПГ-редуктазой;

в - окисление б-цепи;

щ- гидроксилирование и окисление щ-спирта в кислоту;

в - окисление щ-цепи.

Интенсивность метаболизма ПГ и его конечные продукты различаются как у разных видов животных, так и индивидуально.

2.3 Химические свойства простагландинов

В соответствии с химической структурой и молекулярно-клеточными механизмами действия ПГ подразделяются на две группы: циклопентановые (Е, F, D) и циклопентеновые (А, В, С). Последние характеризуются наличием высокореакционного б,в-ненасыщенного карбонила.

В отличие от истинных ПГ, действующих через специфические, ассоциированные с G-белками простаноидные рецепторы плазматических мембран, циклопентеновые ПГ (15d- ПГ, ПГ и ПГ группы А) не имеют собственных рецепторов на поверхности клеток. Они способны свободно транспортироваться внутрь клеток и обеспечивать ряд биологических эффектов, включая модуляцию стрессовой реакции, ингибирование клеточного цикла, супрессию вирусной репликации, регуляцию клеточной дифференциации и развития. Большинство эффектов циклопентеновых ПГ обеспечивается их действием на ряд генов, таких как гены белков теплового шока, г-глутамил-цистеин-синтетазы, коллагена и гемоксигеназы, а также способностью индуцировать образование активных форм кислорода и усиливать воспалительную реакцию на TNF-б. Более того, для циклопентеновых ПГ предлогается существование специфического рецептора в клетоном ядре.

Для проявления специфической биологической активности ПГ группы А требуется химически активная группировка циклопентенового кольца. Доказательством этого могут быть следующие факты: циклопентановые ПГ(E, D,F) не проявляют сходного с ПГА ряда биологических эффектов; коньюгация реактивного центра с глутатионом элиминирует активность циклопентеновых ПГ. Наконец, физиологические эффекты циклопентеновых ПГ элиминируется самим циклопентеноном. Напротив, родственные соединения циклопентанового ряда (, , ПГD и другие), лишенные подобных активностей, напрямую демонстрируют, что б, в-ненасыщенное циклопентеновое кольцо необходимо для проявления специфической биологической активности. Так, ПГ группы А, характеризующиеся наличием б, в - ненасыщенного карбонилсодержащего циклопентанового цикла, который содержит электрофильный центр, способны к реакциям нуклеофильного присоединения (присоединения Михаэля). К таким нуклеофилам относится свободная SH-группа остатков цистеина, локализованных на восстановленном глутатионе или клеточных белках. Химическая модификация в или щ-цепи ПГ данной группы (введение в них гетероатомов или гетероциклов) может существенно изменять их биологическую активность, как в случае синтетических аналогов ПГ других групп.

2.4 Физиологические эффекты действия ПГ

ПГ занимают особое место среди многочисленных молекулярных биорегуляторов, осуществляющих координацию разнообразных жизненных функций всех живых организмов, по краеней мере, более сложных, чем одноклеточные. Обладая, в отличие от классических гормонов, чрезвычайно широким спектром физиологических эффектов, они относятся к наиболее ативным биогенным веществам, выполняющим в организме млекопитающих три основные функции:

поддерживающая - поддержание нормального уровня физиологических и биохимических явлений, происходящих, в организме;

молекулярная - изменение активности других механизмов регуляции;

медиаторная - опосредование воздействия на клетки других биологически активных веществ.

ГЛАВА 3. СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПРОСТАНОЙДЫ КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ГЕПАТОПРОТЕКТОРНЫЕ СРЕДСТВА

Регуляция образования свободных радикалов в результате аутооксидации феррокомплекса цитохром и, как следствие, активация ПОЛ, в условиях индукции монооксигеназной системы, играет ключевую роль при поражении печени рядом ксенобиотиков. Важнейшей задачей является ингибирование этих процессов путем снижения образования кислородных интермедиатов цитохром--зависимой системы и обезвреживание радикалов соединениями, имеющими свойства «радикальных ловушек». ПГ отвечают всем требованиям, предъявляемым к гепатопротекторам, и обладают следующими защитными свойствами:

являются стабилизаторами микросомальных мембран и антиоксидантами;

взаимодействуя с цитохромом , они снижают активность монооксигеназ и генерацию супероксид-аниона;

являются регуляторами внутриклеточного метаболизма.

Многочисленные эффекты ПГ в печени можно разделить на сосудистые, метаболические, секреторные и защитные. Гемодинамическое действия ПГ обусловлено вазоконстрикторным действием Тх, , , в то время как и понижают артериальное давление крови в печени, а также увеличением регенерации печени, управлением метаболизма углеводов. ПГ принимают участие в регуляции синтеза желчи. ПГ, синтезированные в печени, активируют паренхимные и непаренхимные клетки печени, особенно при патологических состояниях. подавляет синтез NO, стимулируемый цитокином, и выделение активных промежуточных продуктов окисления в куперофских клетках.

стимулирует также потребление кислорода в гепатоцитах печени посредством возбуждения митохондриального дыхания через цАМФ-зависимый механизм.Таким образом, стимулирует синтез АТФ в гепатоцитах, что необходимо для клеточной защиты в условиях эндотоксимии.

и , проявляют цитопротекторное действие при повреждениях печени. Механизмы, обеспечивающие этот эффект, зависят от типа повреждающего агента. Показано, что , , и , равно как и некоторые синтетические аналоги, например, 16,16-диметил- и илопрост (аналог ПЦ), способны частично или полностью предотвращать острое повреждение печени, вызванное действием , D-галактозамина, этанола, вируса гепатита, гипотермической ишемией и другими факторами физической и химической природы. Наиболее мощным цитопротекторным действием среди ПГ обладает .

Алкогольное поражение печени является наиболее распространенным органоспецифическим осложнением хронического алкоголизма. Среди факторов, способствующих развитию алкогольного поражения печени, основным является, повышенная пероксидация липидов. Общепризнанной является гипотеза о роли белок-ацетальных аддуктов в развитии алкогольного гепатоза. В патогенезе алкогольного поражения печени отмечается снижение биосинтеза ПГ на фоне недостаточности незаменимых жирных кислот. Индуцируемое этанолом накопление триглицеридов в печени, связано с изменениями в обмене ПГ и незаменимых жирных кислот, поскольку ПГ и некоторые их предшественники снижают или предупреждают развитие алкогольного стсатоза печени.

Метаболизм этанола в печени протекает с участием цитоплазматического фермента алкогольдегидрогеназы и системой микросомального окисления с вовлечением цитохрома 2Е1. При повышенной алкогольной нагрузке происходит индукция цитохрома 2Е1. В результате химических превращений этанола образуется ацетальдегид, обладающий выраженными токсическими свойствами, а также способностью вызывать разнообразные структурные и метаболические нарушения в клетке. Наиболее существенными из них являются нарушение митохондриального дыхания, активация ПОЛ разрушение фосфолипидного слоя клеточных мембран. Повреждение поверхностной мембраны гепатоцита сопровождается повышением ее проницаемости, дезорганизацией рецепторных структур, нарушением работы молекул-переносчиков и снижением трансмембранного потенциала.

В последние годы были найдены гепатопротекторы среди синтетических соединений и естественных метаболитов. Обнаружены защитные свойства ПГ серии Е и их синтетических аналогов и предшественников синтеза ПГ. Одним из наиболее возможных предложений защитного действия ПГ является их связывание с функционально важными белками (например, рецепторы, ферменты), что должно препятствовать образованию комплексов повреждающего агента с этими белками. В случае алкогольной интоксикации таким агентом является ацетальдегид.

ПГ серии Е предупреждают развитие алкогольного поражения печени и поджелудочной железы. в условиях индукции микросомальной системы многократным введением этанола, фенобарбиталом и ацетоном, а также однократным введением этанола нормализует активность компонентов монооксигеназной и антиоксидантной системы.

Эссенциальные фосфолипиды (ЭФЛ) и предупреждают развитие недостаточности незаменимых жирных кислот при хронической алкогольной интоксикации. В экспериментах обнаружено, что стабилизация плазматических мембран печени ЭФЛ при длительном введении этанола связана с нормализацией вязкости гидрофобных областей липидного бислоя мембран. ЭФЛ и восстанавливают трансдукцию сигнала в печени, нарушенную при хронической алкогольной интоксикации, причем эффект ЭФЛ реализуется на уровне цАМФ-зависимой системы, тогда как влияет на активность протеинкиназы С и казеинкиназ. Также оказывает гепатопротекторное действие при хронической алкогольной интоксикации, улучшая морфологическую картину печени и нормализуя активность сывороточных маркерных ферментов.

действует как прооксидант при хронической алкогольной интоксикации, и антиоксидант в условиях индукции микросомальной системы ацетоном в сочетании с голоданием. Различные эффекты и связаны с их влиянием на различные изоформы цитохрома . Эндогенно синтезирующиеся ПГ играют существенную роль в предупреждении развития алкогольного поражения печени, поскольку показано, что ингибитор синтеза ПГ, индометацин, усиливает повреждающее действие этанола на печень.

Снижение ПГЕ и ПГF в СОЖ при хронических заболеваниях печени может быть связано с возможными изменениями активности специфических ферментных систем, участвующих в образовании ПГ, сопряженными со сдвигами в циклазных системах, а также наличием в этиологии болезни алкоголя, который при хроническом введении ингибирует процессы превращения арахидоновой кислоты в ПГЕ и ПГF в СОЖ способствует, кроме того, портальная гипертензия и застойная гастропатия, в развитии которых, в свою очередь, существенное значение принадлежит ПГЕ и ПГF, а также характерное для данной патологии ухудшение пищевого статуса больных. Таким образом, понижение уровня ПГЕ, и 6-кето- в желудочном соке при патологии печени имеет диагностическое и прогностическое значение, поскольку дефицит этих групп ПГ в СОЖ является характерным для язвенной болезни.

Также известно, что при обработке гепатоцитов печени происходит активация кальций зависимых мембранных Фл, что вызывает структурную деградацию мембранных систем и приводит к клеточному расстройству. Активация Фл ингибируется высоким внутриклеточным уровнем цАМФ. ПГI и ПГЕ, стимулируют АЦ после связывания мембранными рецепторами, но предполагается, то Фл подавляет механизм, лежащий в основе гепатопротекторного действия ПГ. Вход кальция в гепатоциты может вызвать первичное повреждение печени, а вторичная активация Фл представляет собой заключительный этап в необратимом повреждении клеток, которое возникает под влиянием большинства гепатотоксических агентов, действующих на мембранные системы клеток. Таким образом, предотвращение активации Фл может уменьшить действие вторичных повреждающих механизмов, но этоне оказывает влияния на оксидативный стресс, вызываемый трихлорметил-радикалами.[]

COO•, • вызывают повреждение и гибель клетки, связанную со способностью инициировать ПОЛ. , ,, 16,16-диметил- защищают печень от повреждения и D-галактозамином. Это является результатом увеличения содержания цАМФ в присутствии ПГ, что связано с активацией АЦ, это стабилизирует плазматическую мембрану. Основное защитное действие ПГ связано со способностью уменьшать микровязкость мембран. []

Трансплантация печени стала основой терапии при острых и хронических заболеваниях этого органа. Хотя механизмы повреждения печени, вызванные ишемией, нуждаются в разъяснении, предполагается, что на возвращение крови в пересаженную печень, влияет перераспределение свободных радикалов кислорода, что сопровождается повреждением эндотелиальных клеток и активацией клеток Купфера, все это приводит к нарушению микрокровообращения в печени. Оксидативный стресс является ключевым моментом повреждения ткани ( а именно клеток Купфера) при ишемии. Было продемонстрировано, что реоксигенация после холодной гипоксии, уменьшает синтез , , и ПЦ, но не ЛТ, обеспечивая повреждение клеток. Сужение сосудов и скопление тромбоцитов, вызванное синтезом Тх, обычно подавляется , который синтезируется эндотелиальными клетками. Однако эндотелиальные клетки при ишемии повреждены и неспособны синтезировать , который вызывает адаптивный ответ. Имидазол (ингибитор Тх) и илопрост (аналог ) улучшают результат при пересадке печени у животных. ПГЕ усиливает нарушение микроциркуляции, связанное с ишемией. Показано, что короткий период ишемии, улучшает выживание пациента после трансплантации печени. Это происходит из-за активации рецепторов ПГЕ на синусоидальных клетках, увеличивающих содержание цАМФ, который делает синусоидальные клетки более устойчивыми к повреждению при ишемии. []

В механизмах развития токсико-инфекционного шока важнейшую роль также играют ПГ. , активирующий купферовские клетки, ингибирует в них синтез цитокина. Этот эффект, кроме иммунодепрессивного действия на лейкоциты крови, осуществляет саморегуляцию синтеза цитокина в макрофагах печени. Ингибирование синтеза цитокина осуществляется действием на - и - подтипы рецепторов в куперофских клетках, которое ведет к увеличению концентрации цАМФ в этих клетках. Таким образом, ингибирование синтеза в условиях токсического поражения организма может представлять терапевтический интерес.

Несмотря на то, что механизмы наблюдаемой гепатопротекции в настоящее время окончательно не установлены, природные и синтетические ПГ все больше используются при лечении пациентов с острой печеночной недостаточностью, циррозом и хроническими заболеваниями.

Размещено на Allbest.ru