ciklooksigenaze

Na ciklooksigenaze oni su enzimi koji sudjeluju u stvaranju prostaglandina. Oni zauzvrat uzrokuju upalu.

Što su ciklooksigenaze?

Ciklooksigenaze (COX) su enzimi. Oni su uključeni u metabolizam arahidona. Tamo kataliziraju proizvodnju tromboksana i prostaglandina. COX enzimi igraju ključnu ulogu u regulaciji upale.

Ciklooksigenaza je čovjeku poznata od 1930-ih. Prva pročišćena proizvodnja ciklooksidaza dogodila se 1970-ih iz tkivnih homogenata od ovaca i goveda. Od 1972. nadalje počele su se špekulacije o tome postoji li više od jedne ciklooksigenaze. Devedesetih godina proteinske strukture ciklooksigenaze-1 i ciklooksigenaze-2 mogle bi se sekvencionirati. Dva izoenzima se međusobno razlikuju po svom genskom lokusu. Pored toga, pojašnjene su njihove strukture koje bi se mogle koristiti za proizvodnju lijekova koji utječu na enzime.

Funkcija, efekt i zadaće

Ciklooksigenaze su podijeljene u dvije podvrste. To su ciklooksigenaza-1 (COX-1) i ciklooksigenaza-2 (COX-2). To su dva različita oblika enzima. Njihova aminokiselina je 68 posto identična. Postoje i dokazi da postoji još jedna ciklooksigenaza, poznata kao ciklooksigenaza-3.

COX-1 i COX-2 igraju važnu ulogu u terapijskoj medicini. Ciklooksigenaza-1 je enzim koji se konstitutivno eksprimira. Također sintetizira prostaglandine u većoj mjeri unutar zdravog tijela. Veće količine COX-1 nalaze se prvenstveno u bubrezima i stomačnoj stijenci. Ekspresija COX-2 se javlja naročito u tkivima koja su upaljena ili oštećena. Ovdje se proizvode prostaglandini. Ovi ili održavaju upalu ili je čak pojačavaju.

Funkcija ciklooksigenaza je katalizirati pretvorbu arahidonske kiseline u prostaglandin H2. Ovo se također odnosi na eikosapentaensku kiselinu (EPA) i dihomogammalinolensku kiselinu (DGLA). Proces se odvija u dva koraka, koji se odvijaju u reakcijskim centrima enzima. Korak 1 se izvodi u katalitičkom centru. Sastoji se od prstenaste brtve između ugljikovih atoma C8 i C12. Pored toga, u C9 i C11 ubačena su dva atoma kisika. Zatim stupaju u kovalentnu vezu jedna s drugom, uslijed čega nastaje most peroksida u prostaglandinu G2. Nastali prostglandin-G2 može se difundirati iz kanala.

Drugi korak se odvija katalizacijom reakcijskog centra s aktivnošću peroksidaze. Prostaglandin H2 nastao je iz prostaglandina G2. To osigurava sintezu daljnjih prostaglandina.

Obrazovanje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti

Ciklooksigenaze nalaze se u unutarnjem dijelu endoplazmatskog retikuluma, u unutrašnjosti nuklearne ovojnice i u Golgijevom aparatu. Pri tom se prianjaju na unutarnje strane membrane staničnog odjeljka. Prisutni su i u stanicama životinja. Suprotno tome, ne pojavljuju se kod insekata, biljaka ili jednoćelijskih organizama. Međutim, oni sadrže povezane enzime poput oksigenaza izazvanih patogenima.

COX-1 se nalazi u endotelnim stanicama normalnih krvnih žila, dok se COX-2 nalazi u endotelnim stanicama proliferacijskih krvnih žila upalanih tkiva. Pored toga, COX-2 je često prisutan u stanicama tumora gdje se razmnožava. Liječnici sumnjaju da enzim doprinosi rastu tumora. I u mozgu se COX-2 proizvodi u povećanoj mjeri kao dio upale. Enzim se nalazi u endotelnim stanicama hipotalamičkih žila. Nastaje PGE2 koji potiče groznicu. Povremeno nastaje i COX-2 u živčanim stanicama i glijalnim stanicama.

U bubrezima se ciklooksigenaza-2 primarno nalazi u makuli dense. To dovodi do povećane proizvodnje prostaciklina, koji započinje stvaranje enzima renin. COX-2 je uvijek prisutan u leđnoj moždini. Tamo se koristi za obradu podražaja boli.

Bolesti i poremećaji

Ciklooksigenaze igraju važnu ulogu u bolestima, što posebno vrijedi za ciklooksigenazu-2. Tijekom upalnih procesa, COX-2 se prepisuje intenzivnije.

Takozvani inhibitori COX-2 primjenjuju se za liječenje simptoma koji su s njim povezani, poput boli i groznice. Riječ je o protuupalnim lijekovima koji pripadaju skupini nesteroidnih protuupalnih lijekova (NSAID). Za razliku od klasičnih antipiretika, koji imaju učinak i na COX-1 i COX-2, inhibitori COX-2 koncentriraju se na blokiranje ciklooksigenaze-2.

COX-2 se često nalazi u zloćudnim tumorima raka. Prostaglandini poput PGE2, koji nastaju u tumorskom tkivu, izravno utječu na tumorske stanice i stromu tumora. Iz tog razloga, istraživanje raka daje nade u pozitivan učinak COX-2 inhibitora, što posebno vrijedi za karcinom gastrointestinalnog trakta. Ti lijekovi napadaju nepromjenjivu stromu i visoko varijabilne stanice tumora. To smanjuje vjerojatnost razvoja otpornosti.

Još nije moguće razjasniti koje funkcije ciklooksigenaze-2 igraju u stanicama mozga. Zbog toga pitanje ima li produljena upotreba inhibitora COX-2 fiziološki učinak na mozak i dalje nije odgovoreno. Međutim, brojni podražaji uzrokuju nastanak COX-2 u živčanim stanicama, astrocitima i mikroglijama. Oni uključuju epileptičke napadaje, upale, hipoksiju i toksine koji imaju pobuđujući učinak. Međutim, učinci ovog procesa još uvijek nisu jasni. Liječnici također sumnjaju u utjecaj ciklooksigenaze na razvoj Alzheimerove bolesti.

Glavni inhibitori ciklooksigenaze koji se koriste su protuupalni lijekovi, analgetici, protuupalni lijekovi i antipiretičari. Oni uključuju a. Acetilsalicilna kiselina i ibuprofen.