Κυκλοοξυγενάσες

Στο Κυκλοοξυγενάσες είναι ένζυμα που εμπλέκονται στο σχηματισμό προσταγλανδινών. Αυτά με τη σειρά τους προκαλούν φλεγμονή.

Τι είναι οι κυκλοοξυγενάσες;

Οι κυκλοοξυγενάσες (ΠΗΔΑΛΙΟΥΧΟΣ ΛΕΜΒΟΥ) είναι ένζυμα. Συμμετέχουν στον μεταβολισμό του αραχιδονίου. Εκεί καταλύουν την παραγωγή θρομβοξάνων και προσταγλανδινών. Τα ένζυμα COX παίζουν βασικό ρόλο στη ρύθμιση της φλεγμονής.

Η κυκλοοξυγενάση είναι γνωστή στον άνθρωπο από τη δεκαετία του 1930. Η πρώτη καθαρισμένη παραγωγή κυκλοοξειδάσης πραγματοποιήθηκε τη δεκαετία του 1970 από ομογενοποιημένους ιστούς από πρόβατα και βοοειδή. Από το 1972 και μετά, άρχισαν οι εικασίες για το εάν υπήρχαν περισσότερες από μία κυκλοοξυγενάση. Στη δεκαετία του 1990, οι δομές πρωτεΐνης της κυκλοοξυγενάσης-1 και της κυκλοοξυγενάσης-2 θα μπορούσαν να προσδιοριστούν σε αλληλουχία. Τα δύο ισοένζυμα διαφέρουν μεταξύ τους στον τόπο γονιδίων τους. Επιπλέον, αποσαφηνίστηκαν οι δομές τους, οι οποίες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή φαρμάκων που επηρεάζουν τα ένζυμα.

Λειτουργία, εφέ & εργασίες

Οι κυκλοοξυγενάσες χωρίζονται σε δύο υποείδη. Αυτές είναι η κυκλοοξυγενάση-1 (COX-1) και η κυκλοοξυγενάση-2 (COX-2). Αυτές είναι δύο διαφορετικές μορφές του ενζύμου. Το αμινοξύ τους είναι το ίδιο το 68%. Υπάρχουν επίσης ενδείξεις ότι υπάρχει μια άλλη κυκλοοξυγενάση, γνωστή ως κυκλοοξυγενάση-3.

Τα COX-1 και COX-2 παίζουν σημαντικό ρόλο στη θεραπευτική ιατρική. Η κυκλοοξυγενάση-1 είναι ένα ένζυμο που εκφράζεται συστατικά. Συνθέτει επίσης προσταγλανδίνες σε μεγαλύτερο βαθμό μέσα σε ένα υγιές σώμα. Μεγαλύτερες ποσότητες COX-1 βρίσκονται κυρίως στα νεφρά και στο στομάχι. Η έκφραση του COX-2 εμφανίζεται ιδιαίτερα σε ιστούς που είναι φλεγμονώδεις ή καταστραφεί. Εδώ παράγονται οι προσταγλανδίνες. Αυτά είτε διατηρούν τη φλεγμονή είτε ακόμη και την εντείνουν.

Η λειτουργία των κυκλοοξυγενασών είναι να καταλύει τη μετατροπή του αραχιδονικού οξέος σε προσταγλανδίνη Η2. Αυτό ισχύει επίσης για το εικοσαπεντανοϊκό οξύ (EPA) και το διχομογαμινολενικό οξύ (DGLA). Η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε δύο στάδια, τα οποία λαμβάνουν χώρα στα κέντρα αντίδρασης του ενζύμου. Το βήμα 1 γίνεται στο καταλυτικό κέντρο. Αποτελείται από ένα κλείσιμο δακτυλίου μεταξύ των ατόμων άνθρακα C8 και C12. Επιπλέον, δύο άτομα οξυγόνου εισάγονται στους C9 και C11. Αυτά έπειτα εισέρχονται σε έναν ομοιοπολικό δεσμό μεταξύ τους, ως αποτέλεσμα του οποίου σχηματίζεται μια γέφυρα υπεροξειδίου στην προσταγλανδίνη G2. Η προσταγλανδίνη-G2 που έχει προκύψει μπορεί να διαχέεται έξω από το κανάλι.

Το δεύτερο βήμα πραγματοποιείται μέσω της κατάλυσης του κέντρου αντίδρασης με δραστικότητα υπεροξειδάσης. Η προσταγλανδίνη H2 δημιουργείται από την προσταγλανδίνη G2. Αυτό διασφαλίζει τη σύνθεση περαιτέρω προσταγλανδινών.

Εκπαίδευση, εμφάνιση, ιδιότητες και βέλτιστες τιμές

Οι κυκλοοξυγενάσες βρίσκονται στο εσωτερικό τμήμα του ενδοπλασματικού δικτύου, στο εσωτερικό του πυρηνικού περιβλήματος και στη συσκευή Golgi. Στη διαδικασία, προσκολλούνται στις εσωτερικές πλευρές των μεμβρανών του κυτταρικού διαμερίσματος. Είναι επίσης παρόντα στα κύτταρα των ζώων. Αντιθέτως, δεν εμφανίζονται σε έντομα, φυτά ή μονοκύτταρους οργανισμούς. Ωστόσο, περιέχουν σχετικά ένζυμα όπως διεγέρσιμες με παθογόνο οξυγονάσες.

Το COX-1 βρίσκεται στα ενδοθηλιακά κύτταρα φυσιολογικών αιμοφόρων αγγείων, ενώ το COX-2 βρίσκεται στα ενδοθηλιακά κύτταρα πολλαπλασιασμένων αιμοφόρων αγγείων φλεγμονωδών ιστών. Επιπλέον, το COX-2 υπάρχει συχνά σε καρκινικά κύτταρα όπου πολλαπλασιάζεται. Οι γιατροί υποψιάζονται ότι το ένζυμο συμβάλλει στην ανάπτυξη ενός όγκου. Στον εγκέφαλο, επίσης, το COX-2 παράγεται σε αυξημένο βαθμό ως μέρος της φλεγμονής. Το ένζυμο βρίσκεται στα ενδοθηλιακά κύτταρα των υποθαλαμικών αγγείων. Το PGE2 που προκαλεί πυρετό σχηματίζεται. Περιστασιακά, το COX-2 εμφανίζεται επίσης στα νευρικά κύτταρα και στα γλοιακά κύτταρα.

Εντός των νεφρών, η κυκλοοξυγενάση-2 περιέχεται κυρίως στην κηλίδα densa. Αυτό οδηγεί σε αυξημένη παραγωγή προστακυκλίνης, η οποία ξεκινά το σχηματισμό του ενζύμου ρενίνης. Το COX-2 υπάρχει πάντα στον νωτιαίο μυελό. Εκεί χρησιμοποιείται για την επεξεργασία ερεθισμάτων πόνου.

Ασθένειες & Διαταραχές

Οι κυκλοοξυγενάσες παίζουν σημαντικό ρόλο στις ασθένειες, κάτι που ισχύει ιδιαίτερα για την κυκλοοξυγενάση-2. Κατά τη διάρκεια των φλεγμονωδών διεργασιών, το COX-2 μεταγράφεται πιο έντονα.

Οι λεγόμενοι αναστολείς COX-2 χορηγούνται για τη θεραπεία των συμπτωμάτων που σχετίζονται με αυτό, όπως ο πόνος και ο πυρετός. Αυτά είναι αντιφλεγμονώδη φάρμακα που ανήκουν στην ομάδα των μη στεροειδών αντιφλεγμονωδών φαρμάκων (ΜΣΑΦ). Σε αντίθεση με τα κλασικά αντιπυρετικά, τα οποία έχουν επίδραση τόσο στην COX-1 όσο και στην COX-2, οι αναστολείς της COX-2 επικεντρώνονται στον αποκλεισμό της κυκλοοξυγενάσης-2.

Συχνά, το COX-2 βρίσκεται σε κακοήθεις καρκινικούς όγκους. Οι προσταγλανδίνες όπως η PGE2, που εμφανίζονται στον ιστό του όγκου, επηρεάζουν άμεσα τα καρκινικά κύτταρα και το όγκο του όγκου. Για το λόγο αυτό, η έρευνα για τον καρκίνο δίνει ελπίδες σε μια θετική επίδραση των αναστολέων COX-2, κάτι που ισχύει ιδιαίτερα για τους καρκίνους του γαστρεντερικού σωλήνα. Αυτά τα φάρμακα προσβάλλουν τόσο το αμετάβλητο στρώμα όσο και τα εξαιρετικά μεταβλητά κύτταρα του όγκου. Αυτό μειώνει την πιθανότητα ανάπτυξης αντίστασης.

Δεν ήταν ακόμη δυνατό να διευκρινιστεί ποιες λειτουργίες παίζει η κυκλοοξυγενάση-2 στα εγκεφαλικά κύτταρα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το ζήτημα εάν η παρατεταμένη χρήση αναστολέων COX-2 έχει φυσιολογική επίδραση στον εγκέφαλο παρέμεινε αναπάντητη. Ωστόσο, πολλά ερεθίσματα προκαλούν την ανάπτυξη COX-2 σε νευρικά κύτταρα, αστροκύτταρα και μικρογλοία. Αυτές περιλαμβάνουν επιληπτικές κρίσεις, φλεγμονή, υποξία και τοξίνες που έχουν διεγερτικό αποτέλεσμα. Ωστόσο, τα αποτελέσματα αυτής της διαδικασίας εξακολουθούν να είναι ασαφή. Οι γιατροί υποπτεύονται επίσης μια επίδραση των κυκλοοξυγενασών στην ανάπτυξη της νόσου του Alzheimer.

Οι κύριοι αναστολείς κυκλοοξυγενάσης που χρησιμοποιούνται είναι αντιφλεγμονώδη φάρμακα, αναλγητικά, αντιφλεγμονώδη φάρμακα και αντιπυρετικά. Αυτά περιλαμβάνουν ένα. Ακετυλοσαλικυλικό οξύ και ιβουπροφαίνη.