|
1 komplekt (10 viaali)
| Kogus: | |
|---|---|
▎ Glutatiooni uurimine
Mis on glutatiooni uurimistöö taust?
Glutatiooni avastamine ja struktuurne määramine: 1888. aastal avastati glutatioon esimest korda pärmis. 1921. aastal määrasid teadlased selle keemilise struktuuri veelgi. See on tripeptiid, mis moodustub glutamiinhappe, tsüsteiini ja glütsiini kondenseerumisel peptiidsidemete kaudu.
Selle oluliste rollide tunnustamine elusorganismides: alates 1930. aastatest on inimesed järk-järgult mõistnud, et glutatioonil on elusorganismides mitmeid olulisi funktsioone. See osaleb rakkudes toimuvates redoksreaktsioonides, mängides võtmerolli rakusisese keskkonna stabiilsuse säilitamisel ja rakkude kaitsmisel oksüdatiivsete kahjustuste eest. Samal ajal mängib see olulist rolli ka füsioloogilistes protsessides nagu aminohapete transport ja ensüümi aktiivsuse reguleerimine. Need avastused on pannud teoreetilise aluse glutatiooni kasutamisele meditsiinivaldkonnas.
Teadusuuringud allikate kohta, mis on tingitud meditsiinilisest rakendusest: Glutatiooni füsioloogiliste funktsioonide uuringute süvenedes on selle potentsiaalne rakendusväärtus meditsiinivaldkonnas muutunud üha silmapaistvamaks. Seda kasutatakse mitmesuguste haiguste, näiteks maksa- ja silmahaiguste raviks ning seda saab kasutada ka antioksüdandina. Et rahuldada suurt nõudlust glutatiooni järele kliinilistes rakendustes, hakkasid teadlased pühenduma tõhusate ja stabiilsete glutatiooniallikate uurimisele, mis on soodustanud selle allikate põhjalikku uurimist.
Mis on glutatiooni toimemehhanism?
1. Antioksüdantne toime
Glutatioon (GSH) on tõhus antioksüdant, mis osaleb rakkude antioksüdantide kaitsesüsteemis. See võib reageerida otseselt reaktiivsete hapnikuliikidega (ROS), nagu vesinikperoksiid (H₂O₂) ja redutseerida need kahjututeks aineteks (Reddy V N. 1990; Sinha R, 2018). Näiteks glutatiooni redokstsükli kaudu reageerib glutatioon H₂O₂-ga ja muudab selle veeks, kaitstes seeläbi rakke oksüdatiivsete kahjustuste eest. Selles protsessis oksüdeeritakse glutatioon oksüdeeritud glutatiooniks (GSSG), kuid rakus olev glutatiooni reduktaas võib redutseerida GSSG tagasi GSH-ks, säilitades raku antioksüdantse võimekuse.
Glutatioon võib kaitsta ka rakumembraanil olevaid -SH rühmi, mis mängivad olulist rolli katioonide transpordis ja membraani läbilaskvuses. Säilitades membraani -SH rühmade vähenenud oleku, aitab glutatioon säilitada rakumembraani stabiilsust ja normaalset funktsiooni [1].
2. Võõrutusefekt
Glutatioon mängib võõrutusprotsessis olulist rolli. See võib seostuda toksiinidega, moodustades mittetoksilisi või vähetoksilisi ühendeid ja soodustada nende väljutamist organismist. Näiteks maksas seostub glutatioon erinevate kahjulike ainetega ja eritub organismist sapi või uriiniga, kaitstes maksarakke toksiinide kahjustuste eest. Maks on inimkeha peamine võõrutusorgan ja glutatiooni roll selles on ülioluline.
3. Mõju immuunsüsteemile
Glutatioonil on immuunrakkudes olulised funktsioonid. Näiteks makrofaagides, looduslikes tapjarakkudes ja T-rakkudes võib see reguleerida rakkude aktivatsiooni, ainevahetust, sobivat tsütokiinide vabanemist, redoksaktiivsust ja vabade radikaalide taset [2] . Immuunrakkudel on võtmeroll haigustekitajatega võitlemisel ja keha tervise säilitamisel. Glutatioon suurendab organismi immuunvõimet, reguleerides nende rakkude funktsioone.
Glutatioon võib stabiliseerida redoksaktiivsust, nihutada tsütokiinide profiili Th1-tüüpi vastuse suunas ja parandada T-lümfotsüütide funktsiooni, mängides seega olulist immunomoduleerivat ja antioksüdantset rolli [2] . Th1-tüüpi tsütokiinid osalevad peamiselt rakulistes immuunvastustes patogeenide, näiteks viiruste, bakterite ja kasvajarakkude vastu. Glutatioon suurendab organismi immuunkaitsevõimet, reguleerides tsütokiinide tasakaalu.
4. Roll reproduktiivsüsteemis
Glutatioon mängib olulist rolli imetajate mees- ja naissugurakkudes ning embrüonaalse arengu varases staadiumis. Meeste ja naiste sugurakkudes osaleb GSH nende rakkude kaitsmises oksüdatiivsete kahjustuste eest [3] . Näiteks spermatogeneesi käigus väheneb järk-järgult glutatiooni kontsentratsioon ning munaraku küpsemise ajal reguleerivad glutatiooni sünteesi gonadotropiinid, samuti muutub selle kontsentratsioon. Glutatioon on seotud ka munaraku meiootilise spindli morfoloogia säilitamisega. Pärast viljastamist mängib see positiivset rolli isase pronukleuse moodustumisel ja varajase embrüo arengus blastotsüsti staadiumisse. Lisaks mängivad kummulirakud olulist rolli ka glutatiooni sünteesis.
Millised on glutatiooni rakendused?
1. Rakendus alkohoolse maksahaiguse korral
Alkohoolne maksahaigus (ALD) on tõsine haigus, mida iseloomustab tõsine oksüdatiivne stress. Krooniline alkoholitarbimine võib vallandada oksüdatiivse stressi ja põletiku, kahjustades maksarakke. Glutatioon (GSH), tripeptiid, mis koosneb tioolrühma sisaldavast y-glutamüültsüsteeüülglütsiinist, osaleb redoksreaktsioonides ja on rakkudes peamine vabade radikaalide püüdja. Maksas on GSH kontsentratsioon suhteliselt kõrge, kuid ALD-ga patsientidel väheneb selle endogeenne tase, mis halvendab seisundit.
GSH intravenoosne lisamine on näidanud head mõju ALD-ga patsientidele, parandades maksafunktsiooni ja vähendades fibroosimarkereid [4].
2. Vananemise edasilükkamise roll
Randomiseeritud, topeltpimedas, platseebokontrollitud, paralleelses kolmeharulises tervete naiste uuringus olid melaniini indeks ja ultraviolettlaigud GSH-d või GSSG-d kasutanud isikute näol ja kätel sageli madalamad kui platseeborühmas. Mõnes piirkonnas vähenesid GSH-d kasutavate katsealuste kortsud märkimisväärselt ning võrreldes platseeborühmaga näitas GSH ja GSSG rühmade naha elastsus tendentsi suureneda. See uuring näitab, et glutatioonil on positiivne mõju naha vananemise edasilükkamisele [5].
2. Kasutamine Parkinsoni tõve korral
Parkinsoni tõbi (PD) on neuroloogiline haigus. Uuringud näitavad, et glutatioonil (GSH) võib olla PD-le teatav terapeutiline toime. Mitme andmebaasi süstemaatilise otsingu ja metaanalüüsi abil leiti, et Unified Parkinson's Disease Rating Scale (UPDRS) III skaalal oli statistiliselt oluline erinevus GSH ja kontrollrühma vahel, samuti oli oluline erinevus glutatioonperoksidaasi tasemes. Siiski ei olnud UPDRS I ja UPDRS II skoorides ja kõrvaltoimetes kahe rühma vahel statistiliselt olulisi erinevusi. Lisaks näitas alarühmade analüüs, et annus (300 mg vs 600 mg) oli UPDRS III-d mõjutav tegur. See näitab, et GSH võib veidi parandada PD motoorseid skoori, suurendamata kõrvaltoimete esinemist [6].
3. Kasutamine südame-veresoonkonna haiguste korral
Südame-veresoonkonna haiguste ennetamine: Südame-veresoonkonna haiguste, nagu koronaararterite obstruktsioon, hüpertensiivne südamehaigus ja insult, tekitavad paljud kardiovaskulaarsed patoloogiad oma arengu käigus oksüdatiivse stressi seisundi, mis põhjustab patsientide seisundi halvenemist, mis on seotud reaktiivsete hapnikuliikide (ROS) ja reaktiivsete lämmastikuliikide (RNS) tekkega. Redutseeritud glutatioon (GSH) kui oluline antioksüdant, võib osaleda aktiivsete ainete oksüdatsiooni vastu võitlemisel. GSH sünteesitakse südames ja maksas ning sellel on suur tähtsus ROS-i kahjulike mõjude ennetamisel või vähendamisel südame-veresoonkonna haiguste korral [7].
Südame-veresoonkonna haiguste korral: Madalam ringleva glütsiini tase on seotud südame-veresoonkonna haigustega (CVD). Uuringud on näidanud, et glütsiini puudus soodustab ateroskleroosi teket, samas kui glütsiini lisamine nõrgendab seda. DT-109 on glütsiinil põhinev ühend, millel on kaks lipiidide/glükoosi taset langetavat omadust ja millel on märkimisväärne kaitsev toime ateroskleroosi vastu. Uuringud südame isheemiatõvega patsientide, aterosklerootiliste hiirte ja makrofaagidega on näidanud, et glütsiinil on ateroskleroosi patogeenne roll ning glütsiinil põhinev ravi võib glutatiooni biosünteesi esilekutsuva antioksüdantse toime kaudu leevendada ateroskleroosi [8]..
Allikas: PubMed [8]
4. Kasutamine silmahaiguste ennetamisel ja ravis
Katarakti ennetamine ja ravi: Oftalmoloogias võib glutatiooni kasutada katarakti ennetamiseks ja raviks. Uuringud näitavad, et katarakti esinemine on tihedalt seotud läätse oksüdatiivse kahjustusega. Antioksüdandina võib glutatioon vähendada oksüdatiivsete kahjustuste mõju läätserakkudele ja säilitada läätse normaalset funktsiooni. Näiteks ühes uuringus kasutati katarakti patsientide raviks glutatiooni sisaldavaid silmatilku ja täheldati, et patsientide läätse läbipaistmatuse aste vähenes ja nägemine paranes teatud määral [9].
Retinopaatia ennetamine ja ravi: Retinopaatia on tavaline silmahaigus ja selle esinemine on seotud selliste teguritega nagu oksüdatiivne stress ja põletikuline reaktsioon. Glutatioon võib oma antioksüdantse toime kaudu vähendada võrkkesta koe oksüdatiivset kahjustust, pärssida põletikulist vastust ja seega kaitsta võrkkesta rakke. Lisaks võib glutatioon soodustada ka võrkkesta rakkude metaboolset funktsiooni ja parandada võrkkesta eneseparandusvõimet [9].
5. Rakendus hulgiskleroosi korral
Hulgiskleroosi korral on neuronite degeneratsioon seotud oksüdatiivse stressiga. Dimetüülfumaraat (DMF) on tõhus suukaudne ravivõimalus, mis on tõestatult vähendanud haiguse aktiivsust ja progresseerumist retsidiveeruva-remissiooniga hulgiskleroosiga patsientidel. DMF võib aktiveerida transkriptsioonifaktori tuumafaktori erütroid 2-ga seotud faktori 2 (NRF2), mis suurendab peamise raku antioksüdandi glutatiooni (GSH) sünteesi, ja sellel on märkimisväärne neuroprotektiivne toime in vitro. Uuringud on leidnud, et DMF indutseerib glutatiooni reduktaasi (GSR), suurendades glutatiooni ringlussevõttu, indutseerides GSR-i [10].
6. Kasutamine Alzheimeri tõve korral
Alzheimeri tõve puhul peetakse amüloid-β peptiidi (Aβ) üheks oluliseks Alzheimeri tõve (AD) põhjustajaks. Ferroptoos on äsja tunnustatud oksüdatiivse rakusurma mehhanism, mis on tihedalt seotud AD-ga. Tetrahüdroksüstilbeenglükosiid (TSG) on kasulik õppimise ja mälu leevendamisel AD ja vananenud hiiremudelites. Uuringud on leidnud, et TSG peab vastu Aβ põhjustatud närvirakkude neurotoksilisele surmale, reguleerides APP/PS1 hiirtel ferroptoosiga seotud valke ja ensüüme, leevendab raku oksüdatiivset stressi ja põletikulisi kahjustusi ning soodustab GSH/GPX4/ROS ja Keap1/Nrf2/ARE signaaliradade aktiveerimist. Lisaks vähendab TSG ka ferroptoosiga seotud markerite ekspressiooni ja suurendab võimet seista vastu oksüdatiivsele stressile [11].
7. Hingamisteede haiguste adjuvantravi
Kroonilise obstruktiivse kopsuhaiguse (KOK) adjuvantravi: kroonilise obstruktiivse kopsuhaigusega patsientidel on hingamisteede põletik ja oksüdatiivne stress olulised tegurid, mis põhjustavad haiguse progresseerumist. Glutatioon võib oma antioksüdantse toime kaudu leevendada hingamisteede põletikku ja parandada hingamisfunktsiooni. See võib eemaldada hingamisteedest vabu radikaale, vähendada oksüdatiivse stressi kahjustusi hingamisteede epiteelirakkudele ja seega leevendada hingamisteede põletikku. Lisaks võib glutatioon reguleerida ka immuunfunktsiooni ja suurendada organismi vastupanuvõimet patogeenide suhtes [12].
8. Kasutamine saarekeste haiguste korral
Glutatioonreduktaasi ja glutatioonperoksüdaasi hinnati saarekeste haiguste ja diabeediga patsientide seerumis. Uuringud näitavad, et selle haiguse korral võib oksüdeerijate ja antioksüdantide vahekorra tasakaalustamatus olla seotud seisundiga ning spetsiifilist mehhanismi tuleb veel edasi uurida [13]..
Järeldused
Tripeptiidühendina, mis koosneb glutamiinhappest, tsüsteiinist ja glütsiinist, mängib glutatioon elusorganismides mitmesuguseid võtmerolle, nagu antioksüdatsioon, detoksifitseerimine, immuunregulatsioon ja mõju reproduktiivsüsteemile. Alates selle avastamisest ja süvenevatest teadusuuringutest on selle rakendusväärtust meditsiinivaldkonnas pidevalt esile tõstetud, näidates positiivset mõju mitmesuguste haiguste, nagu alkohoolne maksahaigus, Parkinsoni tõbi, südame-veresoonkonna haigused ja silmahaigused, ravis või ennetamisel. Kuigi rakendusmehhanisme ja üksikasju selle rolli kohta teatud haiguste puhul tuleb veel uurida, on glutatioonil keha tervise säilitamisel ning haiguste ennetamisel ja ravimisel suur tähtsus.
Autori kohta
Kõik ülalmainitud materjalid on uurinud, toimetanud ja koostanud Cocer Peptides.
Teadusajakirja autor
Rom O on kogenud teadlane, kes on seotud mitme maineka institutsiooniga, sealhulgas Louisiana osariigi ülikooli terviseteaduste keskusega Shreveportis, Louisiana osariigi ülikooli süsteemiga, Pittsburghi ülikooliga ja Michigani ülikooliga. Tema tööd on seostatud selliste märkimisväärsete üksustega nagu Lsuhs Shreveport ja Michigan Med, mis peegeldab tema aktiivset osalemist olulistes akadeemilistes ja meditsiinilistes keskkondades.
Rom O uurimishuvid hõlmavad paljusid teemakategooriaid. Tema teadmised hõlmavad kardiovaskulaarsüsteemi ja kardioloogia, hematoloogia, endokrinoloogia ja ainevahetuse, biokeemia ja molekulaarbioloogia ning gastroenteroloogia ja hepatoloogia valdkondi. Nendele keerulistele õppevaldkondadele keskendunud karjääriga on ta aidanud kaasa teadmiste ja arusaamise edendamisele nendes kriitilistes meditsiiniteaduse valdkondades. on loetletud tsitaadi viites [9].
