 |
Секрет слюнных желез медицинской пиявки
|
|
|
|
Для понимания механизмов биологического и лечебного эффектов МП необходимо изучение структуры биологически активных веществ (БАВ) МП в составе секрета слюнных желез (ССЖ).
Разделение этих эффектов на рефлекторный, механический и биологический, как это делают некоторые авторы [5] не совсем удачен, поскольку в основе и первого и второго эффекта лежат фундаментальные биологическая причины. К сожалению, столь же часто тиражируется еще одно популярное заблуждение:» Пиявка прокусывает кожу только в биологически активных точках (точках акупунктуры)» ([6], стр.29). Нет пока ни одного исследования по этому вопросу, которое бы доказывало упомянутый выше тезис.
В работе Лента Ч. и Дикинсона М. (1988) доказано, что пищевое поведение пиявки определяется активностью терморецепторов МП на поверхности передней присоски или губы, т.е МП реагирует на участок кожной поверхности с повышенной температурой. И именно это обстоятельство является мотивацией пищевого поведения пиявки при прокусывании кожи хозяина [7].
Секрет слюнных желез МП содержит набор соединений белковой (пептидной), липидной и углеводной природы. Его состав еще неизвестен до конца, нужны высокочувствительные аналитические методы для решения этой проблемы. В настоящее время ближе всех подошли к решению этой проблемы в Институте биоорганической химии РАН. Результаты, полученные Артамоновой И.И., Заваловой Л.Л. и Басковой И.П. (неопубликованные данные, цит. по ([1], стр.45) свидетельствуют о наличии более 20 компонентов в низкомолекулярной фракции ССЖ МП (молекулярная масса <500 Да) и более 80 - во фракции с молекулярной массой >500 Да.
Т.о. в составе ССЖ насчитывается более 100 компонентов, из которых значительная часть еще не идентифицирована. Они представляют интерес для клиницистов и требуют хотя бы краткого отражения в настоящем обзоре. В значительное степени сказанное относится и действию ГТ
|
|
|
Перечислим лишь наиболее изученные компоненты ССЖ: гирудин, гистаминоподобное вещество, простациклины, простагландины, гиалуронидаза, липаза, апираза, коллагеназа, калин и саратин – ингибиторы адгезии тромбоцитов, ингибитор фактора активации тромбоцитов (ФАТ), дестабилаза, дестабилаза – лизоцим (дестабилаза –Л), бделлины– ингибиторы трипсина и плазмина, эглины – ингибиторы химотрипсина, субтилизина, эластазы и катепсина G, нейротрофические факторы, ингибитор калликреина плазмы крови. В кишечном канале МП содержится бактерия – симбионт Aeromonas hydrophila, которая обеспечивае
БДЕЛЛИНЫ
Бделлины – ингибиторы трипсина и плазмина - впервые были обнаружены в 1969г. в коммерческих препаратах гирудина, которые обладали способностью ингибировать амидолитическую активность плазмина, трипсина, а также акрозина, образуя с этими ферментами неактивный эквимолярный комплекс. Бделлины представляют собой полипептиды с молекулярной массой ~ 7000 (группа А) и 5600 (группа В)D. Наряду с низкомолекулярными бделлинами, полученными из экстрактов цельных пиявок, обнаружена фракция ингибиторов трипсина и плазмина с молекулярной массой ~ 38 000 D. Кроме молекулярных масс бделлины группы А и В различаются еще по ряду признаков. Так, в составе бделлинов В не обнаружены такие аминокислоты, как пролин, метионин, изолейцин, фенилаланин и триптофан [8].
ЭГЛИНЫ
Эглины впервые обнаружены в составе коммерческих препаратов гирудина наряду с бделлинами. Они представляют группу полипептидов с молекулярной массой (ММ) 6600 – 6800 D. Эглины ингибируют: химотрипсин, субтилизин и нейтральные протеазы гранулоцитов человека: эластазу и катепсин G и образуют с этими протеазами прочные комплексные соединения с константами диссоциации ~ (2 – 3)· 10-¹º М.
|
|
|
При некоторых патологических состояниях организма человека наблюдается повышение активности катепсинов в животных тканях, что связано с высвобождением ферментов из лизосом. Эластаза и катепсин G относятся к группе сериновых протеаз, активных в нейтральной среде.
Эластаза, гидролизующая эластин и катепсин G выделена из полиморфно-ядерных лейкоцитов, макрофагов и других клеток. Они расщепляют протеогликаны, коллаген и ряд других белков. В норме катепсины обособлены от внутриклеточных белков в лизосомах. При повреждении тканей, а также под влиянием ряда факторов (некоторых горомонов, токсинов, иммунных комплексов и др.) происходит выход катепсинов из клеток. Нейтральные протеазы гранулоцитов человека вовлекаются в деградацию ткани, растворимые протеазы активируют свертывающие и факторы комплимента и, таким образом, повышают воспалительный ответ при различных патологических состояниях (ревматоидный артрит, подагра, эмфизема легких).
Ингибиторы этих протеаз способны уменьшать воспалительный ответ. Биологическая ценность этих ингибиторов зависит от их способности блокировать активность лейкоцитарных протеаз, выделяемых при воспалении и препятствовать дальнейшему поражению суставов, легких и других органов [8].
ДЕСТАБИЛАЗНЫЙ КОМПЛЕКС
Дестабилаза, эндодестабилаза и экзодестабилаза ε - (γ -Glu) - Lys изопептидаза впервые была обнаружена в составе секрета слюнных желез в 1986г. Фермент осуществляет свою фибринолитическую (тромболитическую) активность посредством гидролиза изопептидных связей, образуемых при стабилизации фибрина в присутствии фактора XIII свертывания крови, дополняя новые представления о механизме фибринолиза.
Учитывая поведение дестабилазы в водных и органических растворителях, было высказано предположение о мицеллярной природе этого соединения, т.е. способность к агрегированию дестабилазы в более крупные комплексы реализуется в компоновке мицеллы, которая меняет свою пространственную ориентацию в зависимости от полярности растворителя.
Эксперименты показали, что дестабилаза обладает мощным профилактическим противотромботическим действием, обусловленным, в первую очередь, блокированием агрегации тромбоцитов (тромбоцитарно-сосудистого звена гемостаза) липидным компонентом дестабилазы.
|
|
|
Обращает на себя внимание тот факт, что дестабилаза проявляет свое действие и при пероральном введении животным. Очевидно, что дестабилаза имеет такую пространственную структуру, которая обеспечивает ей защиту от протеолитического гидролиза в пищеварительном тракте. То есть дестабилаза способна образовывать агрегаты, которые благодаря липидному компоненту могут изменять свою пространственную конфигурацию, т.е. обладает определенной «текучестью». В пользу этого предположения свидетельствует тот факт, что дестабилаза проявляет свои свойства (гидролиз изопептидных связей) как в водной среде, так и в органических растворителях.
Таким образом, образуемые в растворе агрегаты дестабилазы, приобретают свойства мицеллы, способной в зависимости от физико-химических свойств растворителя менять свою пространственную ориентацию, экспонируя или гидрофильную, или гидрофобную части своей структуры.
Однако противотромботический потенциал дестабилазы трудно объяснить лишь блокадой агрегации тромбоцитов, обусловленной аналогом простациклина – липидным компонентом дестабилазы. При анализе влияния дестабилазы на параметры свертывания крови показано, что в ее присутствии значительно удлиняется тромбиновое время и время рекальцификации плазмы крови. Естественно предположить, что подобное действие обеспечивается гирудином и ингибитором калликреина плазмы крови, которые и были обнаружены в препаратах дестабилазы [8]. Эти факты говорят о том, что дестабилазный комплекс является природной липосомой.
В состав «дестабилазного комплекса» (ДК) входят: дестабилазный и прстагландиновый компоненты, гирудин и ингибитор калликреина плазмы крови (ИК). О прочности этого комплекса говорит тот факт, что известными методами биохимии, пригодными для разрушения липосом, разрушить его не удается. Это возможно лишь в результате разрушения полипептидной цепи дестабилазы. В этом случае освобождаются простагландиновый компонент дестабилазы, гирудин и ИК.
|
|
|
Профилактический антитромботический эффект дестабилазы обусловлен как блокадой внутреннего механизма свертывания крови (ингибирование адгезии и агрегации тромбоцитов и активности калликреина плазмы крови), так и антитромбиновой активностью гирудина. ДК проявляет свою активность и при пероральномм введении при концентрации белка 2мг/мл
[8].
Закономерен вопрос, как конструируется такие сложные структуры как липосомы МП?
Электрофоретическому анализу были подвергнуты ССЖ МП, водные экстракты гомогенатов головной, брюшной частей тела пиявок, культуры бактерии - симбионта пиявок Aeromonas hydrophila, а также цельных новорожденных медицинских пиявок, не имевших контакта с кровью.
Оказалось, что фракция ДК с ММ 12.3 (и около 18) kD практически в свободном состоянии присутствует в бактерии-симбионте пиявок, тогда как в ССЖ и гомогенате головной части тела пиявок по данным денситометрии на 45% представлена фракция ДК с ММ 50 kD, с ММ 25 kD – 35%, а фракция ДК с ММ 12.3 kD - лишь на 10%. Гомогенат брюшной части тела пиявок содержит в максимальной концентрации (около55%) фракцию ДК с ММ 25 kD.
Таким образом, можно предположить, что бактерия симбионт является продуцентом дестабилазы (ММ 12.3 kD), содержащей только полипептидный (собственно дестабилазный) и липидный (простагландинговый) компоненты. Белковая фракция с ММ около 18 kD, обладающая (фибринололитической) активностью дестабилазы остается еще неизученной. В то же время культура Aeromonas hydrophila содержит и гирудин, и ингибитор калликреина плазмы крови в свободном от дестабилазы состоянии. Возможно, что при секретировании бактерией дестабилазы последняя приобретает структуру мицеллы, которая при контакте с кровью (в пищеварительном тракте пиявки) включает в себя (связывает) гирудин и ингибитор калликреина плазмы крови, образуя дестабилазный комплекс – липосому. Слюнные железы по мере переваривания крови аккумулируют эту липосому и секретируют ее в составе слюны в кровоток хозяина (пациента) при следующем кровососании. В пользу этого предположения говорит тот факт, что новорожденные медицинские пиявки, не имевшие контакта с кровью, содержат ДК только с ММ 12.3 kD.
Следовательно, можно говорить о том, что мономерами мицеллы является дестабилаза с ММ 12.3 kD, а липосомы – ДК с ММ 25 kD. Доказанным можно считать и тот факт, что весь гирудин и ИК находятся в связанном состоянии, т.е. в составе липосомы, лишь в бактерии-симбионте пиявок эти вещества находятся в свободном состоянии.
|
|
|
Подобная структурная организация ДК обеспечивает не только стабилизацию входящих в его состав компонентов, но и облегчает проникновение их путем активного переноса через мембрану клетки (трансмембранный перенос) как при внутривенном, так и пероральномм введении экспериментальным животным.
По мнению авторов работы [8] можно предположить, что гидрофильная часть дестабилазы связана с пептидными цепями гирудина и ИК, которые аллостерически модифицируют активный центр дестабилазы и формируют в пространстве участок связывания с лизином. Связывание ИК и дестабилазы происходит в области связывания субстратов активных центров. Активный центр дестабилазы находится в непосредственной близости от липидной части молекулы, что и обеспечивает проявление активности в разнополярных растворителях.
Липосомальная природа ДК обеспечивает и важную физиологическую роль этого комплекса, как универсального тромболитического агента: быстрое и глубокое (за счет волнового – ультразвукового эффекта [9]) проникновение ДК через мембрану клетки, прикрепление за счет липидного компонента дестабилазы к поврежденному участку сосудистой стенки и пристеночному тромбу, медленный лизис фибринового сгустка за счет изопептидной активности дестабилазы и препятствия дальнейшему тромбообразованию за счет блокада тромбина, калликреина плазмы крови, агрегации и адгезии тромбоцитов.
Таким образом, природная липосома – ДК является агентом, обеспечивающим как профилактическое, так и тромболитическое (лечебное) действие, что является исключительно важным моментом в лечении энцефалопатий различного происхождения.
ГИАЛУРОНИДАЗА
Гиалуронидаза эндо – β – глюкуронидаза – фермент, катализирующий реакции гидролитического расщепления и деполимеризации гиалуроновой кислоты и родственных ей соединений – кислых мукополисахаридов. Этот фермент широко распространен в живой природе: в ядах змей и пауков, сперматозоидов млекопитающих, у некоторых бактерий и экстрактах МП. Гиалуронидаза определяет приспособительную особенность пиявок к питанию кровью. Гиалуронидаза служит фактором проникновения, изменяющим степень гидратации тканей, транспорт воды и различных ионов. Она облегчает проникновение в организм различных веществ, увеличивая проницаемость тканей, стенок капилляров в результате деполимеризации и расщепления гиалуроновой кислоты – одного из компонентов основного вещества соединительной ткани, выполняющей роль цементирующего материала, которые скрепляет (соединяет) отдельные элементы тканей и клеток.
Можно предположить, что гиалуронидаза - тот вектор, с помощью которого и другие биологически активные вещества, входящие в состав ССЖ МП, проникают в организм «хозяина» при насасывании крови пиявкой [8].
Вероятно, что и впервые описанный нами механизм дезинтоксикации
МП [10] позволяет с помощью гиалуронидазы выводить из матричного пространства (пространства Пишингера) токсические (эндогенного или экзогенного происхождения) продукты, не прошедшие метаболических превращений, которые позволяют удалять их из организма с помощью органов выделения.
Они способны вызывать у «приставных пиявок» (определение земских врачей для пиявок, прошедших этап кровососания) рвоту или
гибель [11]. Это свойство приставных пиявок позволяет рассматривать их поведение после кровососания как способ оценки интегральной токсичности крови пациента (определение автора).
|
|
|
