Фосфолипазы, их классификация и свойства

Усиливающие воспалительные процессы токсические и аллергические свойства фосфолипазы характеризуют ее как вредную для организма человека составную часть пчелиного яда.

Активация ФЛА2 зависит от кальция. Она происходит при стимуляции клеток надпочечников, что приводит к ускорению кругооборота арахидонилфосфатидилинозитола. Этот эффект вызывается также кальциевым ионофором и может отражать повышение внутриклеточного уровня кальция и вторичной стимуляцией ФЛА2 в качестве ранней реакции, сопутствующей рецепторному взаимодействию. Известно, что действие на стероидогенез в надпочечниках зависит от кальция, а не только от образования цАМФ. По крайней мере, часть потребностей в кальции может быть связана с опосредуемым ФЛA2 кругооборотом мембранных фосфолипидов при активации коры надпочечников.

Механизм, включающий активацию фосфолипазы, может отражать общее свойство гормонрегулируемых секреторных клеток, при гормональной стимуляции специфических клеток мишеней меняются и другие этапы метаболизма фосфолипидов. Так, в клетках гранулемы яичника, где ЛГ увеличивает продукцию простагландинов, гормон не повышает образование арахидоновой кислоты, а действует на более поздних этапах, увеличивая активность простагландинсинтетазы. Этот эффект ЛГ на синтез простагландинов в граафовом фолликуле (пузырчатый яичниковый фолликул), по-видимому, не опосредует стероидогенного действия гонадотропина, но играет важную роль в развитии овуляции.

2.6 Использование ФЛА2 в медицине

Секреторную ФЛА2 рассматривают как один из патогенетических факторов формирования ряда заболеваний: ревматоидного артрита, атеросклероза. В последние годы появились сведения о причастности этого фермента к патологии легких. Особый интерес представляет патогенетическая цепь "сФЛА2 -острый респираторный дистресс синдром (ОРДС) - сурфактант легких".

Острый респираторный дистресс синдром взрослых возникает в результате как прямых воздействий на легкие (аспирация, ингаляция токсических веществ,100% кислород, недостаточно квалифицированное проведение ИВЛ), так и непрямых (сепсис, шок любой этиологии, политравма, кровопотеря). Несмотря на годы интенсивных исследований, механизм развития ОРДС остается до конца не ясен, а смертность от него высокой (~50%). Считают, что в основе происхождения этого состояния легких лежит снижение продукции и активности сурфактанта.

Сурфактант легких - липогликопротеиновый комплекс, который синтезируется альвеолоцитами II типа. Он состоит на 80-90% из фосфолипидов, 5-10% нейтральных липидов и 5-10% белков. Кроме поверхностно-активных свойств, необходимых для нормального дыхания, он обладает противовоспалительным и иммунорегуляторным действием. Нарушение его целостности приводит к увеличению сил поверхностного натяжения не только в альвеолах, но и в бронхиолах и мелких бронхах.

Субстратная специфичность цитозольной ФЛА2 к арахидоноил-содержащим субстратам предполагает, что именно эта изоформа играет основную роль в патогенезе астмы. Известно, что лейкотриены В4, С4, D4, E4 - основная группа медиаторов, вовлеченная в комплексный воспалительный процесс и приводящая к клиническим проявлениям астмы. Действие лейкотриенов заключается в сокращении гладкой бронхиальной мускулатуры, увеличении количества вырабатываемой слизи, стимулировании сосудистой проницаемости и образовании отека. Все эти признаки свойственны астме. Лейкотриены синтезируются в ответ на воздействие аллергена или неспецифической реакции, приводящей к активации цФЛА2.

Chilton F. H. изучали присутствие продуктов фосфолипазной активности в бронхоальвеолярной лаважной жидкости больных астмой спустя 5-30 мин, 6, 20 ч. после антигенной провокации. Концентрация лизопродуктов была в 7 раз выше по сравнению с контрольной группой. Отсюда было сделано предположение о том, что гидролиз фосфолипидов сурфактанта приводит к генерации цитотоксичного лизофосфатидилхолина, который может оказывать прямое детергентное действие на мембрану и влиять на активность мембранных каналов и белков. Кроме того, трансформируясь в фактор активации тромбоцитов, он вызывает нарушение проницаемости альвеолярно-капиллярного барьера, бронхоспазм, агрегацию тромбоцитов.

Предполагается также участие цФЛА2 в возникновении и развитии легочного фиброза - малопонятного, на сегодняшний день, интерстициального поражения паренхимы легких. Патогенез этого состояния включает чрезмерную продукцию провоспалительных медиаторов, воспаление альвеол, пролиферацию фибробластов и накопление коллагена. Классической экспериментальной моделью этого состояния является фиброз легких, вызванный внутритрахеальным или внутрибрюшинным введением блеомицина.

Велика роль фосфолипазы в развитии некоторых форм панкреатита.

При недостаточности большого сосочка двенадцатиперстной кишки и повышенном давлении в двенадцатитперстной кишке возможен рефлюкс желчи или дуоденального содержимого в протоки поджелудочной железы. Желчь, попадая в протоки поджелудочной железы, может подвергаться воздействию панкреатической фосфолипазы, уже активированной трипсином, в результате чего образуется лизолецитин, который, проникая в интерстициальное пространство поджелудочной железы, вызывает глубокие повреждения в клетках.

Также доктором Heidi May была доказана, что липопротеин-ассоциированной ФЛА2 предсказывает риск коронарной смерти.

Полученные в последние годы сведения о причастности цитозольной и секреторной ФЛА2 к формированию патологии легких открывают перспективу поиска новых подходов к лечению таких заболеваний. Однако прежде необходимо четко определить место этих ферментов в патогенетической цепи молекулярных событий. И здесь важное значение может принадлежать "синдромальному " подходу. К примеру, еще нет сведений о состоянии ФЛА2 при гипертермии и гипоксии, при активации клеток продуцентов. Между тем, большинству заболеваний легких присущи эти состояния, которые во многом определяют клиническую картину, течение и исход патологического процесса.

2.7 Биологическая роль ФЛА2

К настоящему времени достаточно полно охарактеризованы и изучены секретируемые ФЛА2 ядов и панкреатических желез млекопитающих. Напротив, относительно низкие концентрации in vivo внутриклеточных и непанкреатических внешнеклеточных ФЛА2, серьезно осложняют исследования этого класса ферментов.

Установлено, что мембраносвязанные ФЛА2 играют важную роль в регуляторных процессах клеточного метаболизма. Известно несколько путей регуляции этих ферментов, однако общий механизм очень сложен и до конца не изучен. ФЛА2 участвует в передаче через мембраны химических сигналов в ответ на внешнее воздействие. Фермент эффективно гидролизует фосфолипиды, имеющие в своем составе пероксиды жирных кислот, восстанавливая структурно-функциональные свойства клеточных мембран. По-видимому, изменение молекулярной конформации окисленных липидов облегчает доступ фермента к sn-2-сложноэфирной связи.

На сегодняшний день установлено, что фосфолипазы А₂ играют значительную роль в развитии воспалительного процесса. Вклад фермента заключается в запуске синтеза липидных регуляторов этой реакции - одной из групп так называемых химических медиаторов воспаления. Они образуются, активируются или мобилизуются в воспалительном очаге и их соотношением определяется характер течения патологического процесса. Медиаторы воспаления липидной природы представлены жирными кислотами и их производными (простагландинами, лейкотриенами, тромбоксанами), а также фосфолипидным фактором активации тромбоцитов (ФАТ). Полагают, что в воспалительном процессе участвуют внутриклеточные цитозольные ФЛА2_, высвобождающие полиеновые кислоты из sn-2-положения глицеринового остатка мембранных фосфолипидов. Полиеновые жирные кислоты, включая и арахидоновую, обладают собственной биологической активностью, в т.ч. усиливают сосудистую проницаемость, вызывают агрегацию тромбоцитов, оказывают вазоактивное действие.

Другие продукты фосфолипазной реакции гидролиза - лизофосфолипиды, обладающие ярко выраженной цитотоксичностью и детергентными свойствами. Эти соединения обнаруживают при таких заболеваниях, как холецистит, инфаркт миокарда, катаракта, псориаз и др. Если жирная кислота высвобождается из фосфатидилхолина 1-О-алкилыюго типа, образующийся лизофосфолипид служит предшественником ФАТ - медиатора воспаления, аллергической реакции, септического шока и астматического состояния. Это соединение в настоящее время интенсивно изучается, агонистам и антагонистам ФАТ посвящено большое число публикаций.

Важное значение, которое имеет мембраносвязанная ФЛА2 в клеточной регуляции, а также ее повышенный уровень при ряде патологических процессов, приводят к необходимости регулирования активности этого фермента. Поэтому поиск новых классов липидных ингибиторов и разработка удобных методов их синтеза представляют в настоящее время практический интерес.

Список литературы

1. Брагина Н.А., Чупин В.В.,Булгаков В.Г. Липидные ингибиторы фосфолипазы А2, М., 1999, с. 83-96

2. Брокерхоф X., Дженсен Р., Липолитические ферменты,пер. с англ., M., 1978, с. 242-356