Медицинский центр ПРИМАВЕРА МЕДИКА
canadian online pharmacy rx female viagra for sale canadian online pharmacy rx canadian online pharmacy best generic cialis super active canadian online pharmacy rx

Метаболическая терапия:

МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ ТЕРАПИЯ
БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ
ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ
МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ
НАСКОЛЬКО БЕЗОПАСНА
МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ ТЕРАПИЯ
МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ
КАК ПРОВОДИТСЯ ЛЕЧЕНИЕ
ЧТО ТАКОЕ ЭЭГ-МОНИТОРИНГ
ВИДЕОФАКТЫ
РАДИОИИНТЕРВЬЮ
Текстовые версии Интервью
 СТАТЬИ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ.ARTICLES IN ENGLISH
СТАТЬИ НА НЕМЕЦКОМ ЯЗЫКЕ. DIE ARTIKEL DEUTSCH


Поиск по материалам сайта:




Число посетителей с 21.09.2005:
Число посетителей с 21.09.2005

Rambler's Top100
Яндекс цитирования  

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АМИНОКИСЛОТ В НЕВРОЛОГИИ И ОНКОЛОГИИ.

Хохлов А.П., д.м.н., профессор,
Доценко А.Н., к.м.н. 
   

 

 Москва, 2003 год.
     Аминокислоты - сложные органические соединения, содержащие помимо карбоксильной одну или две аминогруппы. В зависимости от положения аминогруппы по отношению к карбоксильной различают α-, β- и γ- аминокислоты. При этом α-соединения являются не только структурными единицами белка, но и, как β- и γ-аминокислоты выполняют особую роль в обменных реакциях (см. рис.1). Аминокислоты используются по многим направлениям, являясь родоначальниками гормонов и биологически активных соединений (полиаминов, креатина, энергетических субстратов).
       В то же время роль аминокислот в патогенезе ряда заболеваний долгое время не была изучена, и поэтому первые попытки применить эти соединения в качестве лекарственных препаратов не были успешными. Так назначение глицина больным миодистрофиями хотя приводило к увеличению уровня креатина в крови, но не оказывало влияние на течение патологического процесса. Так же, как применение глутаминовой кислоты при острых гепатитах снижало уровень аммиака в крови, но не облегчало состояние больных. Перелом в этом направлении произошел в конце 50-х годов прошлого века, когда было одновременно выяснено: 
 1) Дофамин - метаболит, образующийся из аминокислот фенилаланина и тирозина, является важнейшим гормоном, регулирующим процесс движения.
2) У больных паркинсонизмом синтез дофамина в клетках черной субстанции подкорковых ганглиев нарушен. Люди при этом утрачивают двигательную активность и превращаются в живые статуи. 
   Назначение DOPA (диоксифенилаланин) достаточно быстро их оживляет. Сам дофамин не проникает через гематоэнцефалитический барьер и служить в качестве лекарственного средства, к сожалению, не может. 
     Такое эффективное использование аминокислоты в клинической практике стимулировало развитие нового направления в нейробиологии. Публикации часто были сенсационными.
Рис. 1. Роль аминокислот в организме человека.

 

В частности, была выделена группа возбуждающих нейромедиаторов мозга. Ими оказались дикарбоновые аминокислоты - глутаминовая и аспарагиновая. Описан сложный аппарат - комплекс глутаматных рецепторов, играющий важное значение в функционировании высших интегративых функций мозга. В то же время установлено, что гиперактивация ионотропных рецепторов вследствие повышенного освобождения дикарбоновых аминокислот является причиной возникновения функциональных и органических изменений в ткани мозга. (7)
      Так "глутаматная" гипотеза рассматривала поражение нейроцитов как результат гиперактивации Н-метил-Д-аспартат (НМДА) рецепторов, следствием чего является избыточное накопление кальция в цитозоле клетки. При этом увеличение уровня катиона достигается двумя путями:
1) через систему кальциевых каналов НМДА-рецепторов;
2) путем активизации фосфоинозитидного цикла с реализацией кальция из эндоплазматического ретикулума. 
      В физиологических условиях активация НМДА-рецепторов и запуск каскада реакций фосфоинозитидного цикла увеличивают адаптационные возможности клетки, инициируют длительную модификацию ионной проводимости, экспрессию ключевых генов и др. Однако значительный избыток кальция парализует работу нервной клетки. Накапливаясь в митохондриях, ион способствует разобщению сопряженных процессов тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования, ограничивая тем самым энергетические возможности нейроцита и стимулируя процессы перекисного окисления липидов. Одновременно активация Са++-зависимых протеиназ и гидролаз быстро приводит к деградации макромолекул, что в итоге делает клетку нежизнеспособной.
Можно ли в этих условиях предотвратить гибель клетки, иными словами, предотвратить последствие острой гипоксии - инсульта? 
 Теоретически возможно, согласно глутаматной гипотезе. Для этого необходимо:
1) устранить избыток аминокислоты в клетке и внеклеточном пространстве мозга;
2) понизить сродство глутаматных рецепторов к лиганду;
3) использовать новые лекарственные средства - антагонисты аминокислоты.
Ниже будут показаны возможности аминокислотной терапии в этом направлении.
       Другое сенсационное открытие последнего десятилетия двадцатого века - обнаружение нового нейромедиатора окиси азота (фактора релаксации сосудов), который в клетках нервной сисемы и эндателия сосудов образуется из аминокислоты аргинина в результате NО-синтетазной реакции. (5)
     Оказалось, что фермент NО-синтетаза является главной мишенью большинства сосудистых препаратов. Таким образом, наши представления о патогенезе гипертонической болезни, мигренях и других сосудистых заболеваниях коренным образом изменились.
         Наконец установлена роль аминокислот в энергетическом обмене мозга (см. рис.2).
Рис. 2. Роль аминокислот в энергетическом обмене мозга. 

 

 
Важно, что главный катализатор энергетического обмена КоА синтезируется из аминокислоты β-аланина. Большинство аминосоединений превращаются в глюкозу (глюконеогенез), и снижение интенсивности этого процесса приводит к падению уровня сахара в крови. (1) 
   В деятельности мозга аминокислоты имеют особое значение. Как видно из рис. 1, различают три группы нейромедиаторов-аминокислот:
 1) возбуждающие ( дикарбоновые аминокислоты );
 2) тормозящие ( γ-аминомасляная аминокислота, β-аланин, таурин, глицин );
 3) нейтральные ( лизин ). 
       Изменение соотношения между ними приводит к возникновению многочисленных заболеваний как нейродегенеративных, так и психических. При этом β-аланин является важнейшим координатором фонда возбуждающих и тормозных нейромедиаторов. Аминокислота осуществляет этот процесс оригинальным образом. Находясь в составе дипептидов (анзерин, карнозин) - экстрактивных веществ мышечной ткани, - β-аланин освобождается в процессе физической деятельности и переходит в мозг, где в результате взаимодействия со специфическим рецептором на поверхности астроцита блокирует захват ГАМК глиальными клетками и увеличивает поглощение глутамата. Таким образом пополняется фонд тормозного нейромедиатора в нейтроцитах и снижается уровень глутамата.
      Следует напомнить, что удаление глутамата из синаптической щели в физиологических условиях осуществляется главным образом астроцитами с участием Na-зависимых высокоаффинных переносчиков. (6) 
    Пероральный прием β-аланина значительно стимулирует этот процесс Увеличение уровня ГАМК приводит к взаимодействию аминокислоты со специфическими ГАМК-рецепторами и активации энергетического обмена в нервной ткани. Повышается дыхательная активность нейтроцитов, ускоряется утилизация глюкозы, улучшается кровообращение и т.д. Поэтому как лекарственный препарат ГАМК нашел широкое применение в психиатрии и детской неврологии. Однако серьезным недостатком средства является его медленное проникновение через гематоэнцефалический барьер. Напротив, β-аланин легко преодолевает это препятствие и одновременно снижает уровень дикарбоновых аминокислот, тормозя тем самым переход больших количеств кальция в клетке. β-аланин широко используется нами в клинической практике для лечения мигреней, цереброваскулярной недостаточности, и других заболеваний нервной системы, связанных с нарушением кровообращения. 
    Кроме того, аминокислота, как установлено нашими исследованиями, обладает выраженным диуретическим действием и при этом выгодно отличается от классических диуретических средств, так как не требует корреляции электролитов. Поэтому β-аланин остается на сегодняшний день в неврологии единственным средством лечения гидроцефалий.
    Набор аминокислот с высоким процентом β-аланина (коммерческое название "Аминовил - P") зарегистрирован в России и во многих странах Европы, используется для устранения стресса и отека мозга, улучшения мозгового кровообращения. Композит снижает токсические проявления противоэпилептических препаратов и усиливает их терапевтический эффект. Следует отметить, что для снижения уровня глутаминовой кислоты в мозге на практике эффективны и другие аминокислоты, в частности, лейцин. (4) Механизм действия заключается в активации фермента глутаматдегидрогеназы, дезаминирующего глутамат до α-кетоглутаровой кислоты - одного из компонентов цикла трикарбоновых кислот (см. рис. 2). 
   Серосодержащую аминокислоту таурин также относят к числу тормозных медиаторов мозга. Соединение подавляет нейрональную возбудимость, вызывая гиперполяризацию. Другая функция таурина – регуляция транспорта кальция в нервной системе. Поэтому таурин оказывает антиконвульсивное действие при эпилепсии, блокирует агрессивные реакции у крыс-киллеров. Дефицит аминокислоты обнаружен у больных наследственной атаксией Фридрейха. 
   Важная роль в деятельности мозга принадлежит и аминокислоте глицину. Помимо участия в образовании важнейших биологически активных соединений - пуриновых нуклеотидов, гем, креатина и др., аминокислота выполняет роль тормозного нейромедиатора, контролируя процессы формирования тонкой моторики пластических процессов и тонусных реакций поперечно-полосатой мускулатуры. Основная масса глицина сосредоточена в спинном мозге, где аминокислота, высвобождаясь из окончаний клеток Реншоу, опосредует постсинаптическое высвобождение (торможение) мотонейронов. Поэтому препарат широко используется в неврологической практике для устранения повышенного мышечного тонуса. 
    Регуляция активности НМДА-глутаматных рецепторов также осуществляется глицином. Аминокислота имеет собственный сайт в составе большинства глутаматных возбуждающих рецепторов.
   При взаимодействии с магнием глицин оказывает тормозящее воздействие, в свободном виде - стимулирующее воздействие. (3) 
    Успешное использование глицина в качестве лекарственного препарата для лечения больных с острым нарушением мозгового кровообращения привлекло внимание неврологов к изучению механизма действия препарата. (2) 
    В последние годы для снижения активности возбуждающих аминокислот успешно используют их аналоги. Хотя большинство работ в этой области носят экспериментальный характер, выделена группа перспективных соединений (фосфопроизводные). Соединения в эксперименте показали мощное антистрессовое действие, превосходя по выраженности эффекты пирацетама. 
  Таким образом, из представленных данных видно, что с помощью аминокислотных композитов можно коррелировать содержание возбуждающих и тормозящих нейромедиаторов в клетках мозга. На практике это означает необходимость использования природных метаболитов для эффективного устранения не только функциональных заболеваний нервной системы (стресс, неврозы), но и тяжелых органических поражений (острое нарушение мозгового кровообращения, дегенеративные заболевания).
     Менее изучена роль диаминокарбоновой кислоты - лизин - как нейромедиатора. Предполагается, что точкой приложения медиатора является специфический рецептор в зоне каудального отдела ретикулярной формации нервной системы. Видимо поэтому при приеме внутрь даже в небольших дозах (0,5 г в сутки) лизина быстро устраняется спазм поперечно-полосатой мускулатуры. Независимо от происхождения - остеохондрозы, радикулопатии, миозиты и даже при синдроме "ломки" у наркоманов, вызванной отменой наркотиков. Значительно менее выражено влияние аминосоединения на гладкую мускулатуру сосудов или кишечника. 
   Принципиально новым направлением в современной медицине явилась возможность использования аминокислотных композитов для лечения онкологических заболеваний.
    Эту, казалось бы, фантастическую идею нам удалось реализовать пока в условиях эксперимента. Дело в том, что помимо обычной классификации аминокислот следует ввести для незаменимых аминосоединений новое разграничение на "молодые" и "старые". Как известно, незаменимые α-аминокислоты не могут быть синтезированы в организме человека и поступают туда извне. Включаясь в состав белка, аминосоединения участвуют в выполнении сложных биологических реакций. При этом аминокислоты часто модифицируются и "стареют", т.е. их электронная структура изменяется, что и улавливают чувствительные энзимы, участвующие в синтезе белка. "Старые" аминосоединения тем самым не могут быть использованы для образования макромолекул, и после серии многочисленных катаболических реакций конечные продукты аммиака и углекислого газа попадают в почву. В почве микроорганизмы (частично растения) с использованием многочисленных ферментов вновь синтезируют сложные аминосоединения из простых молекул углерода, азота, кислорода. У жвачных животных этот процесс происходит в специальных отделах пищеварительного тракта с помощью многочисленных микроорганизмов. С пищей вновь образованные аминокислоты попадают в организм человека, и круговорот азота продолжается. 
    Из-за недостаточной активности катаболических ферментов "старые" аминокислоты не сразу вовлекаются в природный круговорот азота и накапливаются в организме. Их присутствие можно легко определить, использую модельную белок-синтезирующую систему. Так нам удалось выяснить, что в крови здорового человека содержится менее 1% "старого" фенилаланина (по отношению к "молодому"), тогда как в моче цифры увеличиваются в 3-5 раз. 
   В отличие от здоровых тканей, ферменты злокачественных образований не распознают "старые" аминокислоты и используют их многократно для образования собственных макромолекул.Возможно, поэтому некоторые ферменты и рецепторные белки имеют отличные характеристики, как количественные, так и качественные.
         Разработав метод искусственного старения незаменимых аминокислот, сотрудникам Медицинского центра "Примавера медика" (г.Москва) удалось впервые в мире выделить значительное количество "старых" аминосоединений, которые и были использованы в эксперименте для торможения роста опухолей на модельной системе.
       Вначале испытывали отдельные аминокислоты. Проведена оценка цитотоксического эффекта "старого" фенилаланина на клетки Н-9 (культура пассируемых клеток лимфолейкоза человека)  и мононуклеары периферической крови здоровых доноров в суспензионной культуре.
Схема опыта 1.
 1. Клетки Н-9 помещали в 24-луночный планшет для культивирования в концентрации 250 х 103/мл по 1,0 мл на лунку. Каждый вариант опыта ставился в 10 повторах.
 2. Препарат “старый” “Фенилаланин” разводили в воде для инъекций и добавляли в опытные лунки в количестве 750, 500, 250, 100 мкг/мл.
 3. В контрольные лунки добавляли соответствующее количество среды для культивирования.
 4. Состав среды для культивирования: RPMI-1640 с 10% ЭТС + глютамин 146 мг на 500 мл + гентамицин 20 мг на 500 мл.
 5. Клетки инкубировали 24 и 48 часов в СО2 инкубаторе при 37оС.
 6. После инкубации считали количество и % мертвых клеток с добавлением трепанового синего.
Таблица 1
Исследование цитотоксического действия “старого“ фенилаланина на клетки Н-9
Концентрация препарата
После 24 ч инкубации
После 48 ч инкубации
Кол-во клеток в лунке в млн/мл
% мертвых клеток
Кол-во клеток в лунке в млн/мл
% мертвых клеток
1. Контроль, n= 10
0,22 + 0,12
8,3 + 2,4
0,25 + 0,11
8,1 + 2,3
2. Фенилаланин 100 мкг/мл, n= 10
0,19 + 0,11
33,3 + 4,2
0,19 + 0,10
35,5 + 4,3
3. Фенилаланин 250 мкг/мл, n= 10
0,17 + 0,11
52,5 + 7,3
0,16 + 0,09
52,7 + 8,3
4. Фенилаланин 500 мкг/мл, n= 10
0,18 + 0,10
51,3 + 6,4
0,18 + 0,11
57,0 + 7,8
5. Фенилаланин 750 мкг/мл, n = 10
0,18 + 0,11
54,4 + 5,4
0,19 + 0,10
55,2 + 9,1
Как видно из представленных данных, "старый" фенилаланин оказывает цитотоксический эффект на жизнеспособность опухолевых клеток Н-9 в дозах 250, 500, 750 мкг.
     Как видно из таблицы 1, увеличение количества фенилаланина не приводит к усилению цитотоксического эффекта.
    В то же время повторное добавление аминокислоты через 24 часа в количестве 250 мг достоверно увеличивает цитотоксическое действие.
Таблица 2
Цитотоксический эффект от повторного введения “старого” фенилаланина, клетки Н-9
Концентрация препарата
После 24 ч инкубации
После 48 ч инкубации
Кол-во клеток в лунке в млн/мл
% мертвых клеток
Кол-во клеток в лунке в млн/мл
% мертвых клеток
Фенилаланин 250 + 250 мкг/мл, n ~10
0,19 + 0,10
52,5 + 6,2
0,18 + 0,10
67,0 + 7,7
   Антитуморозный эффект также можно существенно увеличить введением комбинированного “старого” аминокислотного композита (фенилаланин, лизин лейцин, взятых в равных соотношениях). Условия опыта идентичные вышеописанным.
Таблица 3
Исследования цитотоксического действия cмеси “старых” аминокислот на клетки Н-9
Концентрация препарата
После 24 ч инкубации
После 48 ч инкубации
Кол-во клеток в лунке в млн/мл
% мертвых клеток
Кол-во клеток в лунке в млн/мл
% мертвых клеток
2. Контроль, n= 10
0,21 + 0,11
9,7 + 1,4
0,23 + 0,11
10,1 + 1,3
2. Смесь 100 мкг/мл, n= 10
0,20 + 0,10
14,9 + 1,5
0,21 + 0,11
19,8 + 2,2
3. Смесь 250 мкг/мл, n= 10
0,18 + 0,12
14,5 + 1,3
0,19 + 0,10
18,9 + 1,8
4. Смесь 500 мкг/мл, n= 10
0,17 + 0,11
24,5 + 2,4
0,19 + 0,12
27,0 + 2,4
5. Смесь 750 мкг/мл, n= 10
0,19 + 0,11
60,4 + 5,7
0,21 + 0,11
70,1 + 7,3
    Таким образом, смесь аминокислот в исследованных концентрациях оказывает более выраженный цитотоксический эффект на жизнеспособность клеток Н-9 в дозе 750 мкг/мл (в том числе 250 мкг фенилаланина). 
  В контрольной серии опытов использовали мононуклеары (лимфоциты) периферической крови здорового донора, которые помещали в 24-луночный планшет для культивирования в концентрациях 250 х 103/мл по 1 мл на 1 лунку. Результаты представлены ниже.
Таблица 4
Исследование цитотоксического действия “старого” фенилаланина на лимфоциты от здоровых людей - доноров
Концентрация препарата
После 24 ч инкубации
После 48 ч инкубации
Кол-во клеток в лунке
в млн/мл
% мертвых клеток
Кол-во клеток в лунке в млн/мл
% мертвых клеток
3. Контроль, n= 10
0,24 + 0,11
6,0 + 1,4
0,25 + 0,12
6,1 + 1,3
2. Фенилаланин 100 мкг/мл, n= 10
0,24 + 0,10
4,9 + 1,2
0,24 + 0,11
5,5 + 1,3
3. Фенилаланин 250 мкг/мл, n= 10
0,23 + 0,12
4,7 + 1,4
0,24 + 0,10
5,7 + 1,3
4. Фенилаланин 500 мкг/мл, n= 10
0,24 + 0,11
4,7 + 1,6
0,23 + 0,11
6,2 + 1,9
5. Фенилаланин 750 мкг/мл, n= 10
0,23 + 0,10
6,6 + 1,5
0,23 + 0,11
7,1 + 1,5
   Из представленных данных видно, что "старый" фенилаланин в концентрациях 100 - 750 мкг/мл не влиял на жизнеспособность мононуклеарных клеток периферической крови доноров, что подтверждает полученные ранее предпосылки - здоровые ткани не используют "старые" аминокислоты для синтеза макромолекул, тогда как опухолевые активно многократно включают эти аминосоединения в состав белка.
  В модельных системах "молодые" аминокислоты (фенилаланин) заводского производства оказывал и даже некоторое стимулирующее влияние (правда, не достоверное) на рост культуры Н-9.
В настоящее время проводятся испытания "старых" аминокислот на моделях in vivo. Животные-опухоленосители - мыши и крысы.
 С результатами можно будет ознакомиться в следующих публикациях. Однако положительные предварительные данные вселяют оптимизм, возможность использования нетоксичных аминокислотных соединений в онкологии.

 
   ©2006 Примавера Медика