Роль арахидоновой кислоты

Обсуждая роль тромбоцитов в патогенезе артериального тромбоза, необходимо упомянуть о 2 прямо противоположных по своему действию на тромбоциты и гладкую мускулатуру веществах: тромбоксане А₂ и простациклине. Оба соединения -J конечные продукты метаболизма арахидоновой кислоты.

Арахидоновая кислота — предшественник всех классов про­стагландинов (PG). Синтез арахидоновой кислоты в организме осуществляется из фосфолипидов под действием фосфолипазы. Основной источник арахидоновой кислоты — ненасыщенные жирные кислоты, поступающие в организм с пищей. Превра­щение арахидоновой кислоты в организме осуществляется под действием 2 ферментов: липооксигеназы и циклооксигеназы. ПоМ действием циклооксигеназы из арахидоновой кислоты образуют­ся циклические эндоперекиси PGG2 и Н2, которые в дальнейшем превращаются в тромбоксан А2 и простациклин, PGD2, Е₂, F_2a/ Тромбоксан А2, образующийся под действием фермента тромбоксансинтетазы, — нестабильное соединение (t1/2 составляет около 30 с), он быстро превращается в стабильный продукт тромбоксан В2. Тромбоксан А2 образуется в тромбоцитах и выделяется в кровоток в процессе реакции освобождения, ордгкЛ было установлено, что небольшие количества тромбоксана А2> образуются в эндотелии внутренней оболочки аорты, а также в фибробластах легочной ткани, микросомах радужной оболоч­ки глаза, в перфузируемой почке, пупочной артерии, плаценте; в малых количествах он образуется практически во всех сосудах человека. Тромбоксан А₂ — мощный проагрегант и вазоконстриктор.

ПРОСТАГЛАНДИНЫ

Простагландины образуются из ненасыщенных жирных кис­лот. Количество ненасыщенных связей в молекуле простагланди­нов обозначают цифрой, стоящей справа внизу от названия: ПГ^ ПГ2, ПГ3. Их подразделяют также на группы: А — ненасыщен­ные кетоны, Е — оксикетоны, F — 1,3-диолы.

Биосинтез простагландинов начинается с отщепления ара­хидоновой кислоты от мембранного фосфолипида или диацил-глицерина. Эту реакцию катализирует фосфолипаза А2, липаза моноацилглицерина или липаза триглицеридов.

Циклооксигеназа при участии О2 преобразует арахидоновую кислоту в эндоперекись, из которой образуется целое семейство простагландинов (рис. 3.11).

Эндоперекиси, образующиеся в процессе биосинтеза проста­гландинов, обладают высокой биологической активностью в опы­тах in vitro, но едва ли влияют на клетки in vivo, так как очень неустойчивы — период их полужизни равен менее 1 с. Простагландин-синтетазный комплекс представляет собой по­лиферментную систему, функционирующую на мембранах эн-доплазматического ретикулума. Образующиеся простагландины проникают в плазматическую мембрану клетки. Они могут выхо­дить из клетки и через межклеточное пространство переноситься на соседние клетки или проникать в кровь и лимфу.

Лимитирующим этапом в биосинтезе простагландинов явля­ется высвобождение арахидоновой кислоты, которое происходит при повышении в цитоплазме клетки ионов Са²⁺ или цАМФ. Благодаря этому все гормоны и нейромедиаторы, активирующие аденилатциклазу или повышающие концентрацию Са²⁺ в клетке, могут стимулировать синтез простагландинов. Другой причиной образования простагландинов под действием многих гормонов и факторов роста является то, что эти биологически активные вещества стимулируют образование диацилглицерина — источ­ника арахидоновой кислоты.

Простагландины группы Е могут активировать аденилатцик-лазу, a F — увеличивать проницаемость мембран для Са²⁺. Поскольку цАМФ и Са²⁺ стимулируют синтез простагландинов, замыкается положительная обратная связь в синтезе этих спе­цифических регуляторов.

Во многих тканях кортизол тормозит высвобождение арахи­доновой кислоты, тем самым подавляя образование простаглан­динов. Именно этим принято объяснять противовоспалительное действие глюкокортикоидов. Простагландин Ei является мощным пирогеном. Подавлением синтеза этого простагландина объяс няют терапевтическое действие аспирина, который ингибирует циклооксигеназу, вызывая ее ацетилирование.

Период полужизни простагландинов составляет 1-20 с. У че­ловека и большинства млекопитающих основной путь инак­тивации простагландинов — это окисление 15-гидроксигруппы до соответствующего кетона. Данную реакцию катализирует 15-гидрокси-простагландин-дегидрогеназа — фермент, который есть практически во всех тканях, но в наибольшем количестве содержится в легких. Окисление ОН-группы в положении 15 приводит к инактивации молекулы, поэтому кровь, прошедшая через легкие, полностью лишена биологически активных проста­гландинов.

Дальнейшая деградация простагландинов происходит путем восстановления двойной связи (в положении 13-14), р-окисления СООН-конца и со-окисления СНз-конца молекулы. После этого образуется 16-углеродная дикарбоновая кислота, которая выво­дится из организма.

Простациклин образуется в эндотелиальных клетках сосудов под действием фермента простациклинсинтетазы. 1\/2 составля­ет 2-3 мин. Простациклин имеет несколько стабильных мета­болитов, основной из которых — 6-KeToPGFi_a. Полагают, что его содержание отражает содержание простациклина в плазме крови. Простациклин — мощный системный вазодилататор и ан-тиагрегант. Последнее обусловлено активацией в мембране тром­боцитов аденилатциклазного механизма, приводящего к увели­чению в тромбоцитах содержания цАМФ, уменьшению свобод­ного цитоплазматического кальция и снижению агрегационной способности тромбоцитов. Простациклин — вещество, образую­щееся in situ. Импульсом к образованию простациклина эндоте-лиальными клетками могут быть повреждение целостности эн­дотелия, а также появление в кровотоке тромбина. При адгезии тромбоцитов к месту поврежденного сосуда из них выделяется тромбоксан, одновременно с этим из эндотелиальных клеток вы­деляется простациклин, ограничивая или предотвращая процесс тромбообразования.

Известно, что серозные оболочки, в том числе и перикард, образуют простациклиноподобные субстанции, причем проста­циклин, содержащийся в перикардиальной жидкости, способен влиять на коронарный кровоток. С возрастом при развитии атеросклероза синтез простациклина сосудистой стенкой снижа­ется.

ТРОМБОКСАН

С появлением исследований Монкада и Вейна, посвященных метаболитам арахидоновой кислоты, в начале 70-х годов начался период активного изучения роли тромбоксана и простациклина в патогенезе коронарного спазма и тромбоза. В конце 70-х и 80-х годах была опубликована серия исследований, посвященных ро­ли дисбаланса в соотношении тромбоксан/простациклин в пато­генезе коронарного тромбоза и спазма. Результаты показали, чт«у больных стенокардией во время ишемии миокарда, вызванной стимуляцией предсердий, в крови, оттекающей непосредственно от миокарда, повышается содержание тромбоксана В₂. Кроме того, было показано, что при отсутствии различий в покое у здо-| ровых и больных стенокардией в содержании тромбоксана и 6-KeToPGFi_a по реакции на физическую нагрузку больные ИБС отличаются от здоровых преобладанием выброса тромбоксана и снижением выброса простациклина. Эти данные позволили группе исследователей во главе с Мехта выдвинуть гипотеза о роли дисбаланса в соотношении тромбоксан/простациклин в изменении сосудистого тонуса и происхождении ишемии миокарда. В дальнейшем появились данные о повышении содержания тромбоксана в крови, оттекающей непосредственно от миокарда (из коронарного синуса), у больных нестабильной стенокардией (Хирш и соавт., 1981) и во время индуцированной ишемии миокарда (Леви и соавт., 1980). Огромный интерес вызывали работы Мехта и соавт. (1984), Робертсона и соавт. (1981, 1983), продемонстрировавшие нарастание содержания тромбоксана В₂ в крови коронарного синуса во время спонтанных приступов у больных с вазоспастической формой стенокардии.' По мнению авторов, увеличение содержания тромбоксана определяло коронарный тонус и способствовало возникновению и усугублению ишемии. Высказывалась гипотеза, что происхожде­ние приступов вазоспастической стенокардии может быть связа­но с активацией тромбоцитов, выбросом тромбоксана и быстрым образованием тромбоцитарного тромба в месте спазма коронар­ной артерии. Однако последующие исследования, проведенные у больных со спонтанной ишемией миокарда и взятием крови из коронарного синуса за несколько минут до возникновения¹ приступа стенокардии, показали, что увеличение концентрации* тромбоксана в момент приступа вторично по отношению к спазму и ишемии миокарда, а кроме того, угнетение синтеза тромбок- сана с помощью аспирина, индометацина не уменьшало частоту эпизодов ишемии у больных вазоспастической стенокардией.

Лейкотриены являются медиаторами аллергических и воспалительных процессов. Лейкоциты являются одним из главных источников лейкотриенов. При окислительном метаболизме AA под действием фермента 5-липоксигеназы образуется нестабильное соединение - лейкотриен A. Это промежуточное соединение является субстратом для двух различных ферментов: лейкотриен А-гидролазы и лейкотриен С4-синтазы, дающих LTB4 и LTС. Далее под действием глутаминил-трансферазы LTС4 превращается в лейкотриен LTD. Затем лейкотриен LTD4 под действием пептидазы превращается в лейкотриен LTE. Лейкотриены могут быть подразделены на два класса в зависимости от их химической структуры и биологической активности

Лейкотриены образуются в результате окислительного метаболизма арахидоновой кислоты путем действия 5-липоксигеназы (EC 1.13.11.34), которая приводит к нестабильному лейкотриену А₄, содержащему аллильный эпоксид.

Этот промежуточный лейкотриен служит субстратом для двух различных специфических ферментов: лейкотриен А₄-гидролазы и лейкотриен С₄-синтазы, которые катализируют образование лейкотриена В₄ и цистеинил-лейкотриенов соответственно.

Название "лейкотриены" отражает их происхождение из клеток (лейкоциты - один из главных источников), а также наличие в структуре триеновой системы [ Samuelsson, В., Borgeat, P., ea., 1979 ].

Лейкотриены могут быть подразделены на два класса в зависимости от их химической структуры и биологической активности:

а) цистеинил-лейкотриены, а именно лейкотриен C4, лейкотриен D4 и лейкотриен Е4, содержащие различные аминокислотные остатки, и

б) лейкотриен В4 - дигидроксикислоту

Лейкотриены С4 и D4 являются активными контрактильными агентами гладкой мускулатуры дыхательных путей и сосудов, кроме того, они могут вызывать секрецию слизи и усиливать плазматическую эксудацию прямым воздействием на эндотелиальные клетки.

С другой стороны, лейкотриен В4 известен как активный хемокинетический и хемотактильный агент. Ряд опубликованных данных подчеркивает потенциальную роль лейкотриенов в воспалительных процессах, характерных для астмы и других патологических состояний. Эти активные липидные биоэффекторы синтезируются в ходе воспалительных реакций и их фармакологическая модуляция может существенно изменять клиническую картину, ассоциированную с различными воспалительными патологиями.

Синтез лейкотриенов в основном происходит при аллергических реакциях немедленного типа и начинается после связывания антигена с IgE, фиксированными на поверхности этих клеток. При этом свободная арахидоновая кислота под действием 5-липоксигеназы превращается в лейкотриен A4, из которого затем образуется лейкотриен В4. При конъюгации лейкотриена В4 с глутатионом образуется лейкотриен С4. В дальнейшем лейкотриен С4 превращается в лейкотриен D4, из которого, в свою очередь, образуется лейкотриен Е4 (рис. 2.3).

Лейкотриен В4 - первый стабильный продукт липоксигеназного пути метаболизма арахидоновой кислоты. Он вырабатывается тучными клетками, базофилами, нейтрофилами, лимфоцитами и моноцитами. Это основной фактор активации и хемотаксиса лейкоцитов в аллергических реакциях немедленного типа.

Лейкотриены С4, D4 и Е4 раньше объединяли под названием "медленно реагирующая субстанция анафилаксии", поскольку их высвобождение приводит к медленно нарастающему стойкому сокращению гладких мышц бронхов и ЖКТ. Ингаляция лейкотриенов С4, D4 и Е4, как и вдыхание гистамина, приводит к бронхоспазму. Однако лейкотриены вызывают этот эффект в 1000 раз меньшей концентрации. В отличие от гистамина, который действует преимущественно на мелкие бронхи, лейкотриены действуют и на крупные бронхи. Лейкотриены С4, D4 и Е4 стимулируют сокращение гладких мышц бронхов, секрецию слизи и повышают проницаемость сосудов.

· * * *

Биологическое действие Cys-LTs осуществляется через специфические мембранные рецепторы. Рецептор Cys-LT1 и рецептор Cys-LT2 были охарактеризованы фармакологически (см. обзор [ Metters, K.M. 1995 ]).

Антагонисты рецепторов, разработанные на основе структуры LTD4, в основном блокируют эффекты, опосредованные Cys-LT1-рецептором, который, по-видимому, ответствен за сокращение изолированных бронхов человека.

Активация Cys-LT#1-рецептора, как полагают, связана с двумя типами G-белков (чувствительных и нечувствительных к действию коклюшного токсина) и вызывает мобилизацию внутриклеточного кальция различными способами [ Chan, C.C., Ecclestone, P., ea., 1994, Howard, S., Chan-Yeung, M., ea., 1992 ].

/ / / / ЛЕЙКОТРИЕНЫ (LT), производные полиеновых кислот, содержащие в молекуле три сопряженные двойные связи, а также (наряду с др. заместителями) гидроксигруппу в положении 5 или эпоксигруппу в положении 5,6; выполняют ф-ции прир. биорегуляторов. Известно 6 типов лейкотриены - А, В, С, D, Е и F (см. ф-лы I-III, Glu - остаток глутаминовой кислоты, Gly - глицина).

Внутри каждого типа различают три серии лейкотриены, отличающиеся числом двойных связей (обозначают цифрами 3,4, 5 или 6 в ниж. индексе - в зависимости от числа двойных связей). Большинство лейкотриены - нестабильные соед., и, как правило, их можно охарактеризовать только в виде производных. Так, для метилового эфира LTA₄ т. п лейкотриены 28-32 °С, [a]_D²⁰ -27° (гексан). Все лейкотриены имеют характерный УФ спектр с тремя максимумами поглощения, например для спектра LTB₄ в метаноле l_макс 260 (e 3,8.10⁴), 270,5 (e 5,0.10⁴) и 281 нм (e 3,9.10⁴), для LTC₄ l_макс 270 (e 3,2.10⁴), 280 (с 4,0.10⁴) и 290 нм (e 3,1.10⁴) В организме животных обнаружены структурные изомеры лейкотриены - т. наз. липотриeны (см., например, ф-лу IV). В отличие от лейкотриены они содержат гидроксигруппу в положении 15 или эпоксигруппу в положении 14, 15. Принципиально новый класс метаболитов эйкозаполиеновых кислот, родственных лейкотриены, - липоксины, имеющие в молекуле 4 сопряженные двойные связи и 3 гидроксигруппы (V-VI). Серосодержащиe (пептидные) лейкотриены (LTC₄ и др.) образуются в раз лейкотриены нормальных и трансформированных клетках млекопитающих (лейкоцитах, моноцитах, макрофагах, в базофилах крыс, больных лейкемией и др.). Более широко распространены лейкотриены типов А и В. Они найдены не только у животных, но и в некоторых растениях, например картофеле. лейкотриены не накапливаются в тканях, а синтезируются в ответ на определенные стимулы. Они участвуют в воспалит. реакциях и являются медиаторами анафилаксии (аллергической реакции немедленного типа, развивающейся в ответ на присутствие аллергена). Для пептидных лейкотриены более характерно миотропное действие (сокращение гладкой мускулатуры желудочно-кишечного тракта, бронхов, паренхимы легких, кровеносных сосудов). LTB₄ проявляет выраженное лейкотропное действие - вызывает агрегацию, хемотаксис (направленное движение) и хемокинезис (повышение подвижности) лейкоцитов - и является активным ионофором для Са²⁺. Установлено, что в ряде случаев физио лейкотриены действие лейкотриены опосредовано их взаимодействием со специфич. рецепторами. Липоксины стимулируют хемотаксис лейкоцитов и агрегацию тромбоцитов. Биосинтез лейкотриены, липотриенов и липоксинов осуществляется через промежут. реакционноспособные гидропероксиды (соотв. через 5- или 15-гидропероксиэйкозаполиеновые и 5,15-дигидропероксиэйкозаполиеновые кислоты), которые образуются в результате окисления эйкозаполиеновых кислот при участии 5- или (и) 15-лилооксигеназ. Моногидропероксиэйкозаполиеновые кислоты далее превращаются в нестабильный эпоксид типа А, из которого образуются лейкотриены др. типов. Осн. путь катаболизма лейкотриены - их w-окисление с образованием 20-гидрокси- и 20-нор-19-карбоксипроизводных. В лаб. условиях лейкотриены получают из полиеновых кислот с использованием ферментативных реакций или синтезируют с помощью реакции Виттига, осуществляя конденсацию углеводородного и карбоксилсодержащего фрагментов. Для количеств. определения лейкотриены обычно используют высокоэффективную жидкостную хроматографию и радиоиммунный анализ (используются меченные радиоактивными атомами антигены). Вследствие важной роли лейкотриены в патогенезе таких заболеваний, как бронхиальная астма, проводится интенсивный поиск лек. ср-в, блокирующих биосинтез лейкотриены или их рецепторов. Лит.: Будницкая Е, В., "Успехи биологической химии", 1985, т. 26, с. 269-77; Евстигнеева Р. П.. Мягкова Г. И.. "Успехи химии". 1986. т. 55. в. 5. с. 843-78; Современные направления в органическом синтезе, пер. с анг лейкотриены, М.. 1986, с. 12-28; Leukotrienes and other lipoxygenase products, ed. by P. Samuelsson, R. Paoletti, N. Y.. 1982; Schewc Т., Rapoport S. M., Kuhn H., в сб.: Advances in enzymology and related areas of molecular biology, v. 58. 1986, p. 191-272; Kuhn H. [a. o.], "Europ. J. Biochem.". 1987, v. 169, № 3, p. 593-601. В. В. Безуглов. В. 3. Ланкин.

Лекция 4. Биологически активные пептиды и гормоны сердца.

4.1.Кинин-калликреиновая система. Синтез, распад, механизм действия кининов на сосуды.

4.2.Ренин-ангиотензиновая система. Синтез, распад, механизм действия ангиотензина II на сосуды.

4.3.0бшая характеристика гормонов сердца.

Строение и номенклатура кининов и других компонентов каликреин-кининовой системы (ККС)

Термином "кинины" обозначается группа нейровазоакгивных по­липептидов, содержащих как минимальную структурную единицу ли­нейный нонапептид БК. Поскольку в организме человека и млекопитающих кинины в свободном состоянии практически не встречаются (за исключением мочи), а образуются в крови и тканях из неактивных предшественни­ков, эти пептиды, а также образующие и разрушающие их ферменты объединяют в ККС (Erdos, 1976).

БК образован пятью аминокислотами, имеющими L-конфигурацию: серином, глицином, фенилаланином, пролином и аргинином (Apr). Характерной особенностью БК является наличие остатков Apr на N- и С-концах полипептидной цепи, придающих ему свойства ос­нования (изоэлектрическая точка находится при рН 10,0). Наличие трех остатков пролина обусловливает необычно жесткую конформацию фермента молекулы БК и отсутствие α-спиральной конфигурации. Изучение конформационного состояния БК в растворах показало, что в диапа­зоне рН 2-8 БК имеет циклическую конформацию за счет ионогенных групп (Apr¹ и Apr⁹), расположенных на противоположных концах мо­лекулы.

Для проявления биологической активности БК необходимо нали­чие двух концевых остатков Apr, включающих свободные гуанидиновые группы, замена которых, например на нитрогруппы, снижает ак­тивность БК в 100 раз.

Наряду с БК и каллидином (представляющим собой 10-членный полипептид, содержащий дополнительную группировку лизина, Лиз-БК), из плазмы крови млекопитающих выделен образованный 11 ами­нокислотами метионил-лизил-брадикинин (Мет-Лиз-БК). Биологиче­ской активностью обладает и октапептид дес-Арг⁹-БК, который в оп­ределенных условиях образуется в организме человека и животных из БК.

Существует также ряд веществ пептидной структуры, выделенных из земноводных, насекомых и моллюсков (физалемин и др.), которые по характеру биологического действия относят к кининам ("пахикинины").

Согласно номенклатуре ККС (Webster, 1966), субстраты, из кото­рых кинины образуются, названы кининогенами, ферменгы, образую­щие кинины, — кининогеназами (калликреинами), а предшественники — прекалликреинами. Ферменты, разрушающие кинины, называют кининазами.

Метаболизм кининов

В организме человека и млекопитающих кинины образуются из неактивных предшественников — кининогенов, находящихся в плазме крови, лимфе, межтканевой жидкости и тканях. Кининогены, пред­ставляющие собой кислые гликопротеиды, существуют в двух видах: а) низкомолекулярный кининоген (НМК) и б) высокомолекулярный (ВМК). НМК является основным источником кининов в тканях; его мол. м. составляет около 70 ООО (у человека). ВМК присутствует глав­ным образом в плазме крови, где из него образуются кинины; его мол. м. составляет 120 ООО (у чел.).

Главное отличие НМК от ВМК состоит в отсутствии у первого боль­шого фрагмента полипептидной цепи ("гистидин-богатого пептида"), необходимого ВМК для реализации его прокоагулянтной активности.

Образование кининов (БК, Лиз-БК) происходит при взаимодей­ствии кининогенов с активированными кининообразующими фермен­тами — калликреинами. В физиологических условиях реакции кининообразования протекают строго согласованно между собой и обеспе­чивают генерализованное или местное образование кининов в опреде­ленных и при этом в весьма малых количествах (в норме концентра­ция кининов в плазме крови составляет 0,01-3,0 нг/мл): Узкая суб­стратная специфичность калликреинов обусловливает их взаимодейст­вие с соответствующими субстратами, при этом плазменные калликреины (К.Ф.3.21.34) проявляют высокое сродство к ВМК, а тканевые (К.Ф.3.21.35) - к НМК.

Активность ККС, реализующей свои функции путем образования кининов, регулируется, с одной стороны, сложным механизмом есте­ственных ингибиторов калликреина, а с другой — действием инактивирующих кинины ферментов — кининаз. Эндогенные ингибиторы кал­ликреинов, обнаруженные в крови и тканях человека и животных, сущест­венно различаются как по строению, так и по специфичности действия.

В плазме крови обнаружены три ингибитора калликреина: С1-ин-активатор, а₂-макроглобулин и комплекс антитромбина III с гепарином.

Другим важным механизмом, регулирующим активность ККС, является инактивация кининов, осуществляемая кининоразрушаюшими ферментами. Наибольшее значение в процессах инактивации ки­нинов имеют кининазы, разрушающие пептидные связи на карбок­сильном конце молекул БК и Лиз-БК (каллидина). Среди них, в свою очередь, важную роль играют два металлофермента — кининаза I и II, которые имеют некоторые сходные свойства, но различную локализа­цию в организме и различные точки действия в молекуле кининов.

Кининаза I, или карбоксипептидаза N (К.Ф.3.4.12.7), является экзопептидазой, отщепляющей С-терминальный остаток Apr от моле­кул БК и Лиз-БК, в результате чего образуется дес-Арг⁹-БК и дес-^х Арг¹⁰-Лиз-БК — два метаболита кининов, потенциально обладающих биологической активностью. Кининаза I представляет собой большой белок с мол. м. около 280 ООО, активный не только по отношению к кининам, но и к СЗа анафилатоксину и другим пептидам, имеющим остатки Apr и Лиз на карбоксильном конце молекулы. Фермент чувст­вителен к рН среды. В кислой среде (рН 2-3) он необратимо инактивируется; в буферных растворах максимум его активности проявляется при рН 7-7,5.

Другим ведущим кининоразрушающим ферментом, который так­же осуществляет инактивацию кининов по карбоксильному концу мо­лекулы, является кининаза II (К.Ф.3.4.15.1). Этот фермент, называе­мый также дипептидил-карбоксипептидазой (ДКП) и карбоксикатепсином, отщепляет дипептидный фрагмент Фен⁸-Apr⁹ от молекулы БК и таким образом полностью инакгивирует этот пептид. В отличие от циркулирующей в крови кининазы I, кининаза II является мембрано-связанным ферментом и локализована на мембранах эндотелиальных клеток, выстилающих внутреннюю поверхность сосудов. В связи с этим особенно высокие концентрации данного фермента обнаружены в органах с обильной васкуляризацией: в легких, почках и др. Харак­терной особенностью кининазы II (ДКП) является способность гидролизовать вторую пептидную связь при карбоксильном конце молекул ряда пептидов, в том числе кининов. Благодаря этому свойству фер­мент отщепляет дипептидные фрагменты от молекул не только БК, но ангиотензина I, Лей- и Мет-энкефалинов.

Быстрая инактивация БК и Лиз-БК кининазами I и II определяет кратковременность действия кининов в организме. Период полусуще­ствования БК и Лиз-БК в крови собак составляет 0,27 и 0,32 мин со­ответственно. Близкие данные были получены в опытах на кошках. Инактивация кининов в значительной степени происходит в легких. От 80 до 90 % биологической активности Б К устраняется за несколько секунд его прохождения через сосуды малого круга кровообращения.

Особый интерес как с теоретической, так и с практической точки зрения представляют данные об идентичности кининазы II (ДКП) ангиотензин I-превращающему ферменту, катализирующему превра­щение биологически малоактивного ангиотензина I в активный прессорный октапептид ангиотензин II. Таким образом, ДКП является ключевым ферментом, который осуществляет регуляцию активности двух нейрогуморальных систем организма — ККС и ренин-ангиотензиновой (РАС) (В.Н. Орехович и соавт., 1984).

Значительно меньший, чем кининазы I и II, вклад в инактивацию кининов вносят другие кининоразрушающие ферменты: карбоксипеп­тидаза В и химотрипсин, эндопептидаза, выделенная из мозга кроли­ков, аминопептидаза плазмы крови. Причем последний фермент от­щепляет Лиз¹ в молекуле Лиз-БК (каллидина) и дипептид Арг'-Про² в молекуле Мет-Лиз-БК, но не действует на связь AprMlpo² в молекуле БК.

Рассматривая метаболизм кининов в целом, следует отметить, что эти полипептиды присутствуют в крови и тканях в весьма низких кон­центрациях, являющихся следствием равновесия, наблюдаемого между многоступенчатыми процессами их образования и инактивации. Внут­ренние и внешние факторы, запускающие каскад энзиматических ре­акций кининообразования путем активирования калликреина плазмы крови или тканевых калликреинов, вызывают образование кининов, концентрация которых в крови и тканях регулируется весьма эффек­тивными механизмами эндогенных ингибиторов калликреинов и кининаз, быстро и полно инактивирующих эти пептиды. Таким образом, осуществляемая энзиматическими механизмами саморегуляция актив­ности ККС.

Эффекты кининов

Сердечно-сосудистая система

При внутрисосудистом (внутривенном или внутриартериальном) введении кинины вызывают кратковременное понижение системного АД, увеличение скорости местного и общего кровотока, расширяют сосуды (в основном артериолы), понижают периферическое сопротив­ление, повышают тонус вен, частоту и силу сердечных сокращений, увеличивают проницаемость микрососудов, изменяют микроциркуляцию.

Вызываемое БК и другими кининами понижение АД наблюдается как у людей, так и у различных видов лабораторных животных, в связи с чем кинины называют "гипотензивными пептидами". Пороговая доза БК, вызывающая снижение АД, составляет 0,02-4 мкг/кг. Наиболее чувствительны в этом отношении кролики и собаки. Гипотензивный эффект БК носит дозазависимый характер, а его выраженность зави­сит от пути введения — в артериальное или венозное русло.

В механизме гипотензивного действия кининов следует учитывать понижение периферического сопротивления, а также перераспределе­ние кровотока (в сердце, почках, печени, мышцах, кишечнике и др.) и изменения кровообращения в микроциркуляторном русле.

Одним из значимых свойств кининов является их влияние на микроциркуляцию. Анализ микроциркуляторных эффектов кининов показывает, что внутрисосудистое или внутрикожное их введение вы­зывает быстрое расширение артериол и повышение давления в капил­лярах и венулах. При этом благодаря особенностям строения стенки микрососудов наблюдается сокращение выстилающих их внутреннюю поверхность эндотелиальных клеток и расширение межэндотелиаль-ных щелей ("округление" клеток).

Таким образом, в концентрациях, превышающих физиологиче­ские, кинины создают условия, которые способствуют выходу жидкой части крови с растворенными в ней веществами, включая белки, в экстравазальное пространство. Эффлюкс жидкости из крови в ткани ведет к формированию отека, что и наблюдается при патологических состояниях.

Гладкомышечные органы

Второй точкой приложения действия БК, Лиз-БК и других кини­нов в организме является внесосудистая гладкая мускулатура. БК и Лиз-БК (каллидин) вызывают характерное медленное (в отличие от АХ, гистамина или серотонина, вызывающих быстрое повышение то­нуса гладких мышц) сокращение или расслабление различных изоли­рованных тест-объектов: матки крысы, подвздошной кишки морской свинки, тощей и подвздошной кишки, двенадцатиперстной и толстой кишки крысы и др. Указанные эффекты кинины вызывают уже начи­ная с концентрации 1-10^-10-1-10^-9 г/мл. Перечисленные изолированные органы являются высокочувствительными тест-объектами к действию БК и Лиз-БК и широко используются в фармакологических экспери­ментах, а также для количественного определения кининов.

В связи с тем, что матка крысы и тонкий кишечник морских сви­нок реагируют также и на ряд других агонистов — АХ, гистамин, серо­тонин, простагландины (ПГ), для проведения указанных выше опреде­лений используют в качестве тест-объекта и подвоздушную кишку кошки, отличающуюся большей чувствительностью и избирательно­стью к действию кининов.

Некоторые органы, например двенадцатиперстная кишка крысы, реагируют на стимуляцию БК расслаблением. У интактных животных действие кининов на экстравазальную гладкую мускулатуру, как пра­вило, выражено слабее, чем в условиях изоляции гладкомышечных органов из организма. Исключение составляет бронхоконстрикгорная реакция, развивающаяся у морских свинок при внутривенном введе­нии БК в дозах 5-25 мкг/кг.

Периферическая нервная система

Важным свойством кининов является способность вызывать бо­левые ощущения у человека и животных при разных способах введе­ния. При этом вызывающие болевой эффект дозы БК во много раз меньше эквиэффективных альгетических доз АХ и гистамина.

В относительно высоких концентрациях (210~⁵-510~⁵ г/л) БК вы­зывает раздражение окончаний периферических афферентных нервов, болевую реакцию и повышение АД у ненаркотизированных животных. В 1000-5000 раз меньших концентрациях БК сенсибилизирует нервные окончания к болевому действию К⁺. Интересно отметить, что при предварительной сенсибилизации БК пороговые концентрации К⁺, необходимые для болевого возбуждения афферентных волокон, сни­жаются до величин, определяемых в очаге воспаления.

У ненаркотизированных животных внутривенное или внутрикожное введение БК сопровождается характерной для болевого раздраже­ния афферентной импульсацией, вокализацией, двигательной реакци­ей, рефлекторным повышением АД.

Центральная нервная система

Компоненты ККС (в частности, кининообразующие и кинино-разрушающие ферменты), а также БК-подобные соединения обнару­жены в мозге крыс и кроликов. Внутрижелудочковое введение БК кошкам вызывало расстройства походки и координации движений, вокализацию, учащение дыхания и мидриаз. При введении в боковые желудочки мозга мышам БК в дозе 8 мг на 20 г массы тела кратковре­менно повышал двигательную активность с последующим наступлени­ем ступорозного состояния. В указанных экспериментах БК снижал величины пороговых доз коразола, стрихнина и электрического раз­дражения, необходимые для получения судорожной реакции.

Стимулирующий компонент связан с действием самого БК, тогда как тормозная фаза вызывается фрагментами его молекулы, образую­щимися в результате разрушения кинина кининазами мозга.

ККС функционирует в тесном взаимодействии с рядом других нейрогуморальных систем организма, это взаимодействие осуществля­ется как на биохимическом, так и на физиологическом уровнях.

Между реакциями, обеспечивающими образование кининов в плазме крови, и реакциями гемокоагуляции существуют тесные взаи­мосвязи. В указанных реакциях принимают участие четыре общих компонента: факторы XII и XI системы свертывания крови, прекал-ликреины и ВМК. В присутствии отрицательно заряженной поверхно­сти фактор XII активирует прекалликреины в калликреин, который, в свою очередь, активирует фактор XII в фактор ХНа (фактор Хагемана). Затем фактор -ХНа активирует прекалликреин и фактор XI, причем более эффективно, чем фактор XII. ВМК существенно ускоряет и уси­ливает реакции активации фактора XII и прекалликреина в присутст­вии отрицательно заряженной поверхности за счет взаимодействия с ней входящих в его состав легких цепей. Активаторами указанных ре­акций являются не только каолин, но и различные сульфатированные полисахариды (сульфат амилазы, декстран сульфат, сульфат целлюлозы и др.). В организме имеет место тесное взаимодействие между систе­мами свертывания крови и ККС, что, по-видимому, весьма сущест­венно для связывания текучести крови с тонусом и проницаемостью сосудов. Указанные взаимосвязи схематически представлены на рис. 19.

Весьма тесное взаимодействие существует между ККС плазмы крови и почек и РАС. ККС почек и РАС функционируют практически как единая система из-за ключевой роли, которая принадлежит кини-назе II (ДКП, ангиотензин 1-превращающий фермент) в метаболизме кининов и ангиотензина I. Обе катализируемые этим ферментом реак­ции - инактивация БК и превращение малоактивного ангиотензина I в обладающий высокой биологической активностью ангиотензин II — регулируют уровень АД, а также баланс электролитов и воды в орга­низме. В физиологическом плане ККС и РАС являются антагонистами и оказывают разнонаправленное действие на тонус сосудов и АД, а также функции почек и других органов.

Часть биологических эффек­тов кининов реализуется через активацию биосинтеза ПГ. Известно, что эндогенные пептиды повышают продукцию ПГ; в этом отношении БК занимает ведущее место. В экспериментах на изолированных лег­ких кролика и почках собаки, а также на целых животных БК способ­ствовал образованию ПГ, в том числе простациклина и тромбоксанов. Ингибиторы биосинтеза ПГ — нестероидные противовоспалительные препараты (ацетилсалициловая кислота, индометацин) уменьшали ука­занное действие БК. Интересно, что индометацин снижает и укорачи­вает дбпрессорный эффект БК у крыс.

Механизм влияния кининов на образование ПГ заключается в стимуляции ими фермента фосфолипазы А2, который катализирует превращение фосфолипидов клеточных мембран в начальный продукт метаболизма ПГ — арахидоновую кислоту.

Кинины не только усиливают биосинтез ПГ, но и участвуют в их метаболизме, активируя ферменты ПГЕ-9-кеторедуктазу, превращаю­щую ПГЕ2 в ПГ?2 альфа. В свою очередь ПГ способны стимулировать кининогенез.

В последнее время показано, что продукты липоксигеназного пу­ти метаболизма арахидоновой кислоты — лейкотриены В4, С4, D4 уменьшают некоторые эффекты Б К.

В литературе имеются данные о взаимодействии кининов и про­чих компонентов ККС с некоторыми другими биогенными системами организма. Так, кининаза II (ДКП) принимает участие в метаболизме эндогенных опиоидных пептидов — энкефалинов. БК и дес-Арг⁹-БК высвобождают катехоламины из тканевых депо в надпочечниках и симпатических ганглиях. В свою очередь, катехоламины (адреналин и норадреналин), а также стимуляция симпатических нервов, при кото­рой наблюдается выброс катехоламинов, повышают кининообразова-ние на фоне снижения уровня кининогена (опыты на крысах и соба­ках).

Гистамин и серотонин также стимулируют кининогенез. В част­ности, показано, что гистамин при внутриартериальном введении уве­личивает количество циркулирующего в крови БК; аналогичное дейст­вие оказывает и либератор гистамина и серотонина — вещество 48/80. С другой стороны, имеются данные с гистаминвысвобождающем дей­ствии БК при его взаимодействии с тучными клетками (крыс).

Молекулярные механизмы действия кининов

Анализ биологических эффектов кининов показывает, что большая часть из них связана с изменением тонуса сосудистой и вне-сосудистой гладкой мускулатура. Как уже было отмечено выше, одни из гладкомышечных органов реагируют на воздействие низких концен­траций кининов сокращением, другие, наоборот, расслаблением. Раз­личия в реакциях на кинины содержащих гладкомышечные элементы органов, разная их чувствительность к действию кининов, а также на­личие фармакологических препаратов, способных менять их миотроп-ные эффекты, послужили основанием для гипотез о существовании в тканях специфических кининовых рецепторов различных типов.

Эффекты кининов на гладкую мускулатуру реализуются двумя основными механизмами: а) взаимо­действием со специфическими тканевыми рецепторами и б) воздейст­вием на активность ферментных систем, катализирующих образование и метаболизм ПГ.

Подобно пептидным гормонам, кинины взаимодействуют с опре­деленными отрицательно заряженными участками клеточных мембран. Некоторые из образующихся при этом комплексов между кининами и участками мембраны (называемые рецепторами) запускают цепь функ­циональных, биохимических и биофизических реакций, ведущих к биологическому эффекту. По аналогии с другими рецепторными сис­темами, можно полагать, что взаимодействие кининов с рецепторами предположительно состоит из двух фаз: а) связывания с рецептором (оккупации) и б) функционального изменения молекулы рецептора (активации). Указанные процессы не обязательно осуществляются од­ними и теми же химическими группировками молекулы пептида.

Существуют по крайней мере два различных типа тканевых рецепторов для кининов. Наряду с рецепторами в разных отделах ЖКТ, матки и сосудах, реагирующих на БК, Лиз-БК и ряд их аналогов (названных В2-рецепторами), в аорте кролика обнаружены рецепторы, высокочувствительные к дес-Арг⁹-БК — основному мета­болиту, образующемуся в результате воздействия на БК кининазы I, получившие название В1-рецепторов.

Была выявлена высокая чувствительность рецепторов аорты кро­лика не только к дес-Арг⁹-БК, но и к Лиз-БК (каллидину). Повыше­ние сродства кининов к В1-рецепторам наблюдается при снятии поло­жительного заряда (Apr⁹) с С-конца молекулы кинина (например, дес-Арг⁹-БК) и при усилении положительного заряда на N-конце пептида (Лиз-БК). Дополнительным доказательством в пользу существования специфических В1 рецепторов послужили свойства октапептида Лей⁸-дес-Арг⁹-БК, который является сильным конкурентным антагонистом действия кининов на В1-рецепторы (рА2=6,75) и неактивным в отно­шении В2-рецепторов.

Локализация рецепторов к кининам на поверхности ПМ эффекторных клеток свойственна и истинным пептидным гормонам. Напри­мер, будучи ковалентно связанным с полимерным носителем сефаро-зой, не способной проникать через ПМ, БК в полном объеме проявля­ет свою биологическую активность. Исследования, выполненные на изолированных ПМ миометрия и двенадцатиперстной кишки крыс, показали, что для БК и его аналогов на поверхности ПМ имеются специфические участки связывания. С кининовыми рецепторами мо­гут связываться и кининоразрушающие ферменты, в частности кининаза II.

Как известно, существует определенная последовательность внут­риклеточных реакций, развивающихся при связывании медиаторных веществ и пептидных гормонов с рецепторными белками, имеющая следствием биологический эффект (например, изменение тонуса глад­ких мышц). Среди ведущих промежуточных процессов, сопровождаю­щих реакцию взаимодействия пептид—рецептор—эффекг, следует вы­делить изменение уровней циклических нуклеотидов (цАМФ и цГМФ) и Са²⁺. Для сократительных ответов эффекгорного органа характерен сдвиг соотношения внутриклеточного цАМФ/цГМФ в сторону повы­шения цГМФ, а для расслабляющего действия, наоборот,- в сторону увеличения уровня цАМФ. БК, являясь высокоактивным миотропным веществом, также меняет уровень внутриклеточных циклических нук­леотидов. В концентрациях 10^-11-10^-8 М он повышает активность аде­нилатциклазы во фракции ПМ двенадцатиперстной кишки крысы, реагирующей расслаблением на воздействие этого пептида.

Следующим за изменением уровня циклических нуклеотидов эта­пом реализации миотропного эффекта кининов является изменение концентрации Са²⁺ в клетке. Ионизированный Са²⁺ устраняет тормоз­ное влияние тропонин-тропомиозиновой системы на сократительную актин-миозин-АТФ-Мg⁺-реакцию. Показана также универсальная роль цАМФ как регулятора транспорта Са²⁺ через биологические мембраны.

БК повышает внутриклеточную концентрацию Са²⁺ и стимулиру­ет Са²⁺ АТФазу. БК стимулирует приток Са²⁺ в клетку, сдвигая соот­ношение циклических нуклеотидов в сторону увеличения концентра­ции цГМФ. Зависимость спазмогенной реакции гладкомышечных ор­ганов на БК от притока Са²⁺ из внеклеточного пространства внутрь клетки подтверждена рядом авторов. Не решен окончательно вопрос о том, участвует ли локализованный внутриклеточно Са²⁺ в реакции гладкомышечных органов на БК.

Фармакологические препараты, воздействующие на активность ККС

По характеру конечного фармакологического эффекта вещества, влияющие на активность ККС, условно можно подразделить на кини-нопозитивные (увеличивающие образование кининов, усиливающие их биологические эффекты и тормозящие инактивацию) и кининоне-гативные (уменьшающие кининогенез, ускоряющие разрушение кини­нов, блокирующие их эффекты в тканях) (Г.Я. Шварц, 1979).

Среди кининопозитивных веществ — препараты протеолитиче-ских ферменгов и прежде всего основного кининообразующего фер­мента калликреина. Содержащие калликреин препараты представляют собой различной степени очистки экстракты из поджелудочной желе­зы крупного рогатого скота или свиней и выпускаются под названия­ми падутин, депо-падутин, депо-калликреин, андекалин, долминал Д и др. Они применяются для лечения заболеваний, сопровождающихся спазмами периферических сосудов (эндартериит, болезнь Рейно и др.), а также в комплексной терапии начальных стадий гипертонической болезни. Препараты калликреинов нашли применение при лечении заболеваний, связанных с нарушением образования и подвижности сперматозоидов, мужском бесплодии, азоспермии и др. Механизм акти­вации сперматогенеза и усиления подвижности сперматозоидов под втия-нием терапии препаратами калликреина неясен.

Активацию кининогенеза вызывает и ряд сульфатированных по­лисахаридов — сульфат целлюлозы, декстран-сульфат и каррагенин. Действие этих веществ связано с активированием фактора Хагемана (XII фактора свертывания крови), являющегося пусковым звеном ре­акции кининогенеза в плазме крови. При введении в кровяное русло сульфатированные полисахариды вызывают быстрое образование ки­нинов из кининогена и, в зависимости от использованной дозы, сни­жение системного АД, связанное с появлением в крови свободных ки­нинов. Сульфатированные полисахариды не применяют в медицине, однако они широко используются в фармакологических эксперимен­тах в качестве своеобразного "инструмента" для изучения различных аспектов метаболизма кининов и воспроизведения моделей активации кининогенеза, воспаления и некоторых других патологических со­стояний.

Другой группой веществ, вызывающих увеличение образования и активности калликреинов, являются минералокортикоиды. У людей, собак и крыс повышение выделения калликреинов почками вызывают альдостерон и дезоксикортикостерон. Данный эффект развивается по­степенно и достигает максимума на третьи сутки после введения ука­занных препаратов.

Кининопозитивными свойствами обладают вещества, тормозящие инактивацию кининов и увеличивающие их концентрацию в крови или тканях, что ведет к усилению и пролонгированию биологических эффектов кининов.

Уже в 60-х годах были обнаружены вещества природного и не­природного происхождения, усиливающие и пролонгирующие дейст­вие кининов за счет ингибирования кининоразрушающих ферментов — кининаз. Среди них тиоловые соединения — цистеин, 2,3-димер-каптопропанол (BAL), унитиол, D-пеницилламин, 2-меркаптоэтанол, Р-меркаптоэтаноламин, диэтилдитиокарбамат, глютатион, дисульфи-рам и др. Среди нетиоловых ингибиторов кининаз — этилендиамин-тетрауксусная кислота (ЭДТА), 8-оксихинолин, 1,10-фенантролин, не­которые производные фенотиазина и др. Как тиоловые, так и нетиоловые ингибиторы кининаз практического медицинского применения не нашли. Их используют (8-оксихинолин, 1,10-фенантролин) в био­химических экспериментах для ингибирования находящихся в пробах кининаз и предупреждения инактивации кининов.

Важное значение для работ по практическому использованию ингибиторов кининаз имели выделение, очистка и изучение свойств так называемых "брадикинин-потенцирующих пептидов", выделенных из ядов змей Bothrops jararaca Ankistrodon halys bromhoftii.

Среди соединений, действующих на кининазы, по активности и специфичности выделяется 0-3-меркапто-2-метил-пропаноил-Ь-про-лин (шифр SQ 14,225), получивший название каптоприл (синонимы капотен, лопирин). Каптоприл обладает характерными для ингибито­ров кининаз свойствами: усиливает и пролонгирует депрессорный и другие биологические эффекты БК (рис. 20) при одновременном уменьшении действия ангиотензина I. Каптоприл при энтеральном и парентеральном введении понижает АД у животных с разными моде­лями экспериментальной гипертензии. Высокая активность каптопри-ла была подтверждена при его клиническом изучении: в дозах 150-450 мг в сутки он оказывает четкий антигипертензивный эффект.

Специфических ингибиторов калликреинов до настоящего вре­мени не обнаружено, хотя исследования в этой области привели к по­лучению ряда производных бензамидина, обладающих сравнительно высокой активностью. Неспецифическими ингибиторами калликреи­нов являются различные по химическому строению соединения: ди-изопропиофторфосфат (ДФФ), Е-аминокапроновая кислота, прота-минсульфат, гексадиметрин бромид, некоторые нестероидные проти­вовоспалительные препараты (НПВП) (Г.Я. Шварц и соавт., 1984 и др.).

Как правило, степень торможения активности калликреина НПВП коррелирует с силой их противовоспалительного действия и наиболее выражена у таких эффективных современных ЛС этой груп­пы, как ортофен, напроксен и индометацин (рис. 21). Активность кал­ликреинов тормозят также вещества растительного и животного про­исхождения: ингибитор из бобов сои, ингибиторы из клубней карто­феля, поливалентные ингибиторы из различных органов крупного ро­гатого скота. Несмотря на некоторые различия в специфичности и силе действия, указанные ингибиторы уменьшают эстеразную и кинино-геназную активность большинства тканевых и плазменных калликреинов.

Одним из наиболее широко применяемых в медицине ингибито­ров калликреинов является так называемый ингибитор Кунитца, вхо­дящий в состав препаратов трасилол, зимофен, контрикал, апронитин и др., получаемых из поджелудочной и околоушных желез, а также легких быка. Ингибитор Кунитца является одним из наиболее актив­ных ингибиторов протеиназ, он связывается с молекулами чувстви­тельных к нему ферментов в стехиометрических соотношениях с кон­стантой ассоциации 10¹³ М^-1 (для трипсина).

ЛС, содержащие поливалентный ингибитор протеиназ, широко применяют для лечения острого панкреатита, панкреонекроза, а также других заболеваний, сопровождающихся аутолизом тканей. Трасилол и контрикал успешно используют в комплексной терапии острого ин­фаркта миокарда. Образуя биологически малоактивные комплексы с калликреинами и другими протеиназами, предупреждая кининообра-зующее действие этих ферментов, ингибиторы являются эффективны­ми средствами патогенетической терапии заболеваний, сопровождаю­щихся активацией кининогенеза. Недостатками всех комплексных препаратов поливалентного ингибитора протеаз из органов крупного рогатого скота является небольшая продолжительность действия, свя­занная с быстрым выведением препаратов из организма, и неэффек­тивность при энтеральном пути введения.

Важной группой кининонегативных препаратов являются антаго­нисты кининов. Эта группа веществ, весьма разнородная как в хими­ческом, так и фармакологическом отношении, давно привлекает вни­мание специалистов, т. к. антагонисты различных биологически ак­тивных веществ (адреналина и норадреналина, гистамина, серотонина, АХ и др.) широко используются в качестве ЛС.

Антибрадикининовыми свойствами (анти-БК) обладают некото­рые НПВП. Они уменьшают спазмогенный эффект кининов, вызы­ваемое ими повышение проницаемости микрососудов, но не изменяют их депрессорного действия. Большинство НПВП предупреждают раз­витие БК-бронхоспазма у морских свинок. В этом отношении наибо­лее активны ацетилсалициловая кислота и ее производные, мефена-миновая и флюфенамовая кислоты, индометацин.

Анти-БК активность обнаружена у ряда ЛС, различных по харак­теру фармакологического действия и по химическому строению (табл. 17). Так, этим видом активности обладают некоторые производ­ные фенотиазина, тиоксантена, циклогептатриенилидена. Однако по­пытки выявить связь между строением и анти-БК активностью ука­занных химических соединениях не дали положительных результатов.

Среди производных фенотиазина, проявляющих неконкурентный антагонизм к миотропным эффектам БК, наиболее активны аминазин и фенерган. Еще более активны в этом отношении препараты инсидон (производное иминостильбена) и антигистаминный и антисеротони-новый препарат ципрогептадин.

Среди производных тиоксантена анти-БК активность обнаружена у тремарила и некоторых его производных. Подтверждением наличия у трициклических соединений анти-БК активности стало обнаружение этих свойств у антидепрессивных препаратов амитриптилина и имип-рамина. Неспецифический антагонизм к некоторым эффектам БК проявляют антигистаминные препараты — димедрол, пипольфен, суп-растин и др. (Г.Я. Шварц, 1979), антагонист Са²⁺ — циннаризин (стуге-рон), являющийся производным циннамил-пиперазина, венотонизи-рующее средство гливенол (производное глюкофуранозида), р-адрено-миметические препараты изадрин, орципреналин и триметаквинол (Г.Я. Шварц, 1981) и др. Наличие анти-БК свойств отмечено у антиок-сидантов оксианизола и его бутилового аналога, стрептомицина и ви­тамина Кз.

Среди производных пиридина анти-БК свойства наиболее выра­жены у пармидина (пиридинолкарбамата). Этот препарат является из­бирательным, конкурентным, специфическим и обратимым антагони­стом БК и других кининов. Он уменьшает действие БК на изолиро­ванные органы разных видов животных, содержащие кининовые ре­цепторы типов Bi и Вг- Благодаря наличию анти-БК свойств, парми-дин оказывает противовоспалительное и аналгезирующее действие, нормализует нарушенную проницаемость сосудов, вызывает гипокоа-гулирующий и антиатеросклеротический эффекты. Пармидин (таб­летки по 0,25 г) эффективен при лечении атеросклеротических пора­жений периферических сосудов (эндартериит, перемежающаяся хро­мота, болезнь Бюргера и др.), а также сосудов сердца и мозга. Парми­дин оказывает лечебный эффект и при атеросклеротических и диабе­тических поражениях микрососудов почек и глаз.

/ / / /

Ренин-ангиотензиновая система

Регуляция кровяного давления в организме человека осуществляется комплексом сложно взаимодействующих нервных и гуморальных влияний на тонус сосудов и деятельность сердца. Управление прессорными и вазопрессорными реакциями связано с деятельностью бульбарных сосудодвигательных центров, контролируемой гипоталамическими, лимбикоретикулярными структурами и корой мозга, и реализуется через изменение активности парасимпатических и симпатических нервов, регулирующих тонус сосудов, деятельность сердца, почек и эндокринных желез, гормоны которых участвуют в регуляции кровяного давления. Среди гормонов наибольшее значение имеют АКТГ и вазопрессин гипофиза, адреналин и гормоны коры надпочечников, а также гормоны щитовидной и половых желез.

Гуморальное звено регуляции кровяного давления человека представлено ренин-ангиотензин-альдостероновой системой, активность которой зависит от режима кровоснабжения и функции почек, простагландинами и рядом иных вазоактивных субстратов различного происхождения.

Натриевый баланс организма также подвержен гормональному влиянию через слаженную работу ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, основная физиологическая задача которых заключается в поддержании водно-солевого гомеостаза и обмена натрия на оптимальном уровне как ключевого звена этого процесса, главным образом за счет обеспечения эффективной избирательной реабсорбции натрия в почках.

Ренин-ангиотензиновая система представляет собой систему ферментов и гормонов, регулирующих артериальное давление, электролитный и водный баланс у млекопитающих. См схему. Ангиотензин II (Анг II), один из важнейших компонентов РАС, образуется из белкового предшественника ангиотензиногена в результате последовательного действия нескольких протеолитических ферментов. Классический путь образования Анг II включает реакцию, катализируемую ангиотензин-превращающим ферментом (АПФ). Однако у млекопитающих существуют альтернативные пути образования Анг II.

Описаны различные Анг-II -генерирующие ферменты (тонин, калликреин, химаза, катепсин G и др.) и их свойства.

Ангиотензин II представляет собой октапептид который обладает свойствами вазоконстриктора и способствует секреции альдостерона. Он образуется in vivo из белка-предшественника ангиотензиногена, который циркулирует в плазме крови.

Ангиотензины принимают участие в патогенезе гипертоний, заболеваний сосудов, гипертрофии сердца, сердечной недостаточности и поражения почек при диабете [ Goodfriend, ea 1996, Campbell, ea 1987 ].

Анг II стимулирует разнообразные физиологические ответы, обеспечивая регуляцию артериального давления крови, электролитного и водного баланса; он является наиболее известным и сильнодействующим гипертензивным веществом [ Goodfriend, ea 1996, Reilly, ea 1982, Hollenberg, ea 1998, Campbell, ea 1987 ].

Ренин, ангиотензиноген, Анг I, АПФ и Анг II образуют ренин- ангиотензиновую систему (РАС) крови и тканей.

В настоящее время признано существование двух, функционирующих независимо друг от друга систем РАС:

Ренин-ангиотензиновая система (РАС) циркуляторная

- В циркуляторной РАС Ангиотензин II образуется из ангиотензиногена под действием ренина и АПФ. Однако продуцирование Анг II может осуществляться за счет других ферментативных превращений независимо от ренина и АПФ. В настоящее время описано несколько ферментов, способных генерировать Анг II из ангиотензиногена и/или Анг I [ Reilly, ea 1982, Hollenberg, ea 1998, Unger, ea 1990, Akasu, ea 1998 Dzau, ea 1984, Kifor, ea 1987, Akasu, ea 1998, Dzau, ea 1989, Dzau, ea 1988, Tang, ea 1989, Wintroub, ea 1986 ].

Некоторые из этих ферментов способны превращать проренин в ренин [ Campbell, ea 1987, Dzau, ea 1989 ] (рис. 1). Таким образом, образование Анг II может происходить под действием различных ферментов: АПФ, химазы, тонина и т.д.

РАС тканевая (местная) [ Campbell, ea 1987, Unger, ea 1990, Dzau, ea 1984, Kifor, ea 1987, 14, 15, 16 ].

- Тканевые РАС (в которых активность АПФ ответственна только за 10-20% превращения Анг I в Анг II а за остальное ответственны ангиотензин II превращающие ферменты типа сериновых протеиназ) являются системами исключительно длительного регулирования, обеспечивающими тоническое и/или модулирующее действие на структуру и функцию органов и тканей [ Dzau, ea 1988, Dzau, ea 1993, Скворцов ea 1998 ].

помимо классического пути образования Анг II под действием ренина и АПФ, существует еще альтернативный путь, при котором генерирование Анг II из ангиотензиногена и/или Анг I происходит под действием сериновых протеиназ [ Campbell, ea 1987, Dzau, ea 1989, Boucher, ea 1977, Klickstein, ea 1982, Tonnesen, ea 1982 ] (рис. 1). Накоплены многочисленные доказательства того, что в сердце, легких, крупных артериях и почках помимо АПФ содержатся сериновые Анг II-образующие ферменты [ Hollenberg, ea 1998, Campbell, ea 1987, Akasu, ea 1998 ].

По номенклатуре, предложенной Аракавой [ Arakawa, ea 1996 ], Анг II-образующие сериновые протеиназы делятся на две группы: апротинин-чувствительные или калликреиноподобные (трипсин и калликреин) и химостатинчувствительные или химазного типа (химаза) (см. рис. 2). Классификация Аракавы не представляется исчерпывающей, так как такой Анг II-генерирующий фермент, как катепсин G, ингибируется и апротинином, и химостатином. Л.А. Беловой с сотр предложена более полная схема деления сериновых Анг II-ге-нерирующих ферментов, так как к их числу (помимо упоминаемых Аракавой относятся тонин, катепсин G и др. Предлагаемая нами классификация Анг II-образующих ферментов - трипсиноподобные протеиназы (трипсин, калликреин, тонин и т.д.) и химотрипсиноподобные протеиназы (катепсин G и химазы) - учитывает природу активного центра фермента.

(- 1. Калликреины (EC З.4.21.34, EC З.4.21.35,) широко распространены в тканях и биологических жидкостях организма, включая кровь [ Антонов ea 1991, Чернух ea 1980, Handbook ea 1998 ]. По ряду свойств калликреины напоминают трипсин [ Антонов ea 1991, Чернух ea 1980 ].

Калликреин плазмы крови (EC 3.4.21.34B) (молекулярная масса 97 кДа) вырабатывается в печени в виде неактивного предшественника - прекалликреина [ Антонов ea 1991, Чернух ea 1980 ].

Тканевые калликреины (EC 3.4.21.35) содержатся в секретах многих железистых органов в активной форме (поджелудочный сок, слюна, пот, слезы, моча). Молекулярные массы калликреинов мочи, поджелудочной и подчелюстной желез близки: 32, 33 и 36 кДа [ Чернух ea 1980 ]. Калликреины плазмы и тканей отличаются друг от друга по иммунологическим и физ-химическим свойствам [ Чернух ea 1980, Handbook ea 1998 ].

Под действием калликреина плазмы на кининогены образуется брадикинин, а продуктом действия калликреина поджелудочной железы и калликреинов других желез является декапептид каллидин, который под действием аминопептидазы превращается в крови в брадикинин.

2. - Способность тканевого активатора плазминогена (тАП), превращать ангио-тензиноген в Анг II может иметь физиологическое значение [ Tang, ea 1989 ]. Дзау и соавт. [ Dzau, ea 1989, Tang, ea 1989 ] показали, что тАП может образовывать Анг II из Анг-(1-14) и очищенного ангиотензиногена человека. тАП как Анг II-генерирующий фермент может действовать внутри клетки или в местах повреждения сосудов и некрозов, где рН 4-6,5. In vivo освобождение тАП в кровоток может происходить как вследствие механического повреждения тканей, так и в результате повреждений, вызванных гипоксией, связанной с нарушением нормального кровоснабжения ткани в результате тромбообразования [ Антонов ea 1991 ]. Таким образом, тАП в качестве Анг II-образующего фермента может местно регулировать тонус сосудов и вызывать спазм сосудов в местах их повреждения

3. - Тонин принадлежит к тому же семейству сериновых протеиназ, что и тканевые калликреины и гамма-субъединица фактора роста нервной ткани [ Reilly, ea 1982, Boucher, ea 1977, Handbook ea 1998, Thibault, ea 1981 ]. Тонин генерирует Анг II из ангиотензиногена, Анг-(1-14) и Анг I, но в отличие от АПФ не инактивирует брадикинин [ Boucher, ea 1977, Klickstein, ea 1982, Thibault, ea 1981 ]. Тонин обладает трипсиноподобной активностью, так как гидролизует большинство субстратов, расщепляемых трипсином. Тонин проявляет эстеразную активность в большей степени, чем амидолитическую. рН-Оптимум для реакции гидролиза Tos-Arg-OMe равен 8,5, для Bz-Arg-OEt - 9,0, для Bz-Arg-OMe -9,0-9,5 и для Bz-Arg-pNA - больше 10,0. Среди указанных субстратов лучшим является Bz-Arg-OEt (на основании величины kcat) [ Thibault, ea 1981 ]. Субстраты, содержащие остатки тирозина или фенилаланина, которые легко гидролизуются химотрипсином, практически не гидролизуются тонином [ Handbook ea 1998, Thibault, ea 1981, Tanaka, ea 1985 ]. Однако, хотя тонин проявляет гидролитическую активность по отношению к синтетическим субстратам трипсина и не гидролизует синтетические субстраты химотрипсина, он проявляет по отношению к Анг I только химотрипсиноподобную активность, расщепляя связь Phe-His в Анг I и (des-Aspl)-Aнг I [ Boucher, ea 1977, Klickstein, ea 1982, Thibault, ea 1981 ]. При использовании в качестве субстрата Анг I или Анг-(1-14) рН-оптимум действия тонина составляет 6,8 [ Boucher, ea 1977 ]. Тонин ингибируется ОПИТ и СБТИ. Тем не менее ингибиторы сериновых протеиназ ДИФФ и ФМСФ, которые почти полностью ингибируют трипсин и химотрипсин при молярном соотношении ингибитор: фермент больше 100, ингибируют тонин лишь на 40% даже при молярном соотношении свыше- 10 000 [ Thibault, ea 1981 ]. Тонин не ингибируется пепстатином, ЭДТА и каптоприлом [ Boucher, ea 1977, Thibault, ea 1981 ]. По мнению Тибо и Генеста [ Thibault, ea 1981 ] тонин идентичен саливаину (молекулярная масса 30 кДа, р1 -6,0), щелочной протеиназе из подчелюстной железы мышей, которая при рН 9,0-9,3 проявляет максимальную активность как по отношению к белковым, так и по отношению к синтетическим субстратам (BzArgOEt и BzArgOMe) [ Антонов ea 1991, Riekkinen, ea 1967 ]. Этот фермент ингибируется ДИФФ и ОПИТ, и не ингибируется ЛБТИ или овомукоидом [ Антонов ea 1991, Riekkinen, ea 1967 ]. Ряд авторов считает, что калликреиноподобные Анг II-образующие ферменты (в том числе тонин) играют важную роль в регуляции РАС мозга [ Uddin, ea 1995, Lippoldt, ea 1995).

Аракава и соавт. [ Arakawa, ea 1980, Sasaguri, ea 1997 ] предложили термин " кинин-тензиновая система " для тех сериновых протеиназ, которые генерируют Анг II из ангиотензиногена и кинины из кининогена (трипсин, тонин, тканевые калликреины). Таким образом, одна ферментная система проявляет две противоположные биологические активности - вазо- депрессорную и вазопрессорную - и направление реакции зависит от рН среды. При рН 8,0-9,0 эти ферменты действуют как кининогеназы, генерируя кинины, а при рН 4,0-6,5 - как Анг II-генерирующие ферменты [ Maruta, ea 1983, Arakawa, ea 1980, Sasaguri, ea 1997 ].

4. - Трипсин (EC 3.4.21.20) - панкреатическая сериновая протеиназа, которая секретируется в кишечник и расщепляет белки пищи. Трипсин катализирует гидролиз пептидных связей X-Y белков, содержащих в положении Х основные аминокислоты, такие как лизин или аргинин. Трипсин имеет рН-оптимум действия 7,0-8,0 в зависимости от используемого субстрата. Для активации и стабилизации трипсина необходимо наличие ионов Са2+ в реакционной среде [ Антонов ea 1991, Schwartz, ea 1970 ]. In vitro трипсин может генерировать из кининогенов брадикинин, являясь таким образом кинин-образующим ферментом. Известно также, что трипсин может активировать проренин и генерировать Анг II из ангиотензиногена)

Ренин-ангиотензиновая система наиболее активна при тяжелой острой сердечной недостаточности, в меньшей степени - при хронической компенсированной сердечной недостаточности.

Блокаторы ангиотензиновых рецепторов и ингибиторы АПФ препятствуют эффектам активации ренин-ангиотензиновой системы.

Ренин-ангиотензиновая система: активация и отеки

При дефиците натрия в организме и уменьшении кровоснабжения почек в кровь выделяется образующийся в юкстагломерулярном аппарате ренин. Являясь протеиназой ренин действует на альфа-2 глобулин крови (гипертензиноген), отщепляя декапептид - ангиотензин I. Под влиянием пептидазы от молекулы физиологически неактивного ангиотензина I отщепляются две аминокислоты (гистидин и лейцин) и формируется октапептид - ангиотензин II. Большая част