|
1 komplekt (10 viaali)
| Kogus: | |
|---|---|
▎ Glutatiooni struktuur
Allikas: PubChem |
Järjestus: XCG Molekulaarvalem: C 10H 17N 3O 6S Molekulmass: 307,33g/mol CAS-i number: 70-18-8 PubChem CID: 124886 Sünonüümid: L-glutatioon |
▎ Glutatiooni uurimine
Mis on glutatiooni uurimistöö taust?
Glutatiooni avastamine ja struktuurne määramine
Glutatioon avastati esmakordselt pärmist aastal 1888. 1921. aastal määrasid teadlased selle keemilise struktuuri veelgi. Glutatioon on tripeptiid, mis moodustub glutamiinhappe, tsüsteiini ja glütsiini kondenseerumisel peptiidsidemete kaudu.
Selle oluliste rollide äratundmine organismides
Alates 1930. aastatest on inimesed järk-järgult mõistnud, et glutatioonil on organismides 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 ensüümide aktiivsuse reguleerimine. Need leiud on pannud teoreetilise aluse glutatiooni kasutamisele meditsiinivaldkonnas.
Selle allikate uurimine, mis on tingitud meditsiinilisest rakendusest
Glutatiooni füsioloogiliste funktsioonide põhjaliku uurimisega on selle potentsiaalne rakendusväärtus meditsiinivaldkonnas muutunud üha silmapaistvamaks. Seda kasutatakse mitmesuguste haiguste, näiteks maksa- ja silmahaiguste raviks ning see võib toimida ka antioksüdandina. Et rahuldada suurt nõudlust glutatiooni järele kliinilistes rakendustes, on teadlased hakanud keskenduma tõhusate ja stabiilsete glutatiooniallikate uurimisele, mis on viinud selle allikate põhjaliku uurimiseni.
Mis on glutatiooni toimemehhanism?
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 [1, 2] . Näiteks glutatiooni redokstsükli kaudu reageerib glutatioon H₂O₂-ga ja muudab selle veeks, kaitstes seega 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. Lisaks võib glutatioon 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].
Detoksifitseeriv toime
Glutatioon mängib võõrutusprotsessis olulist rolli. See võib seostuda toksiinidega, moodustades mittetoksilisi või vähetoksilisi ühendeid, hõlbustades nende väljutamist kehast. Näiteks maksas seostub glutatioon erinevate kahjulike ainetega ja eritub sapi või uriiniga, kaitstes maksarakke toksiinide kahjustuste eest. Maks on inimkeha peamine võõrutusorgan ja glutatiooni roll selles on ülioluline.
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 [3] . 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 rolli immuunregulatsioonis ja antioksüdantide kaitses [3] . Th1-tüüpi tsütokiinid osalevad peamiselt rakkude poolt vahendatud immuunvastustes patogeenide, nagu viirused, bakterid ja kasvajarakud, vastu. Glutatioon suurendab organismi immuunkaitsevõimet, reguleerides tsütokiinide tasakaalu.
Mõju reproduktiivsüsteemile
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 [4] . Näiteks spermatogeneesi käigus glutatiooni kontsentratsioon järk-järgult väheneb, munaraku küpsemise ajal aga 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.
Allikas: PubMed [9]
Millised on glutatiooni rakendused?
Kasutamine 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 y-glutamüültsüsteiinglütsiinist ja sisaldab sulfhüdrüülrühma, 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 häid tulemusi ALD-ga patsientidel, mis on võimelised parandama maksafunktsiooni ja vähendama fibroosimarkereid [5].
Roll vananemise edasilükkamisel
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 isikute kortsud märkimisväärselt ning võrreldes platseeborühmaga näitas GSH ja GSSG rühmade naha elastsus tõusutendentsi. See uuring näitab, et glutatioonil on positiivne mõju naha vananemise edasilükkamisele [6].
Kasutamine Parkinsoni tõve korral
Parkinsoni tõbi (PD) on neuroloogiline haigus. Uuringud on näidanud, et glutatioonil (GSH) võib PD-le olla 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 ning kõrvaltoimete osas 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 [7].
Kasutamine südame-veresoonkonna haiguste korral
Südame-veresoonkonna haiguste ennetamine
Kardiovaskulaarsete haiguste, nagu koronaararterite oklusioon, hüpertensiivne südamehaigus ja insult, puhul 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) tootmisega. Redutseeritud glutatioon (GSH) kui oluline antioksüdant, võib osaleda nende reaktiivsete ainete oksüdeerumise vastu. GSH sünteesitakse südames ja maksas ning sellel on suur tähtsus ROS-i kahjulike mõjude ennetamisel või vähendamisel südame-veresoonkonna haiguste korral [8].
Südame-veresoonkonna haiguste korral
Madalam ringleva glütsiini tase on seotud südame-veresoonkonna haigustega (CVD). Uuringud on näidanud, et glütsiini puudus võib soodustada ateroskleroosi teket, samas kui glütsiini lisamine võib seda nõrgendada. DT-109, glütsiinil põhinev ühend, millel on kaks lipiidide/glükoosisisaldust langetavat omadust, omab märkimisväärset kaitset ateroskleroosi vastu. Uuringud südame isheemiatõvega patsientide, aterosklerootiliste hiirte ja makrofaagidega on näidanud, et glütsiin mängib ateroskleroosis patogeenset rolli ning glütsiinil põhinev ravi võib leevendada ateroskleroosi glutatiooni biosünteesi esilekutsuva antioksüdantse toime kaudu [9].
Kasutamine silmahaiguste ennetamisel ja ravil
Katarakti ennetamine ja ravi
Oftalmoloogias saab glutatiooni kasutada katarakti ennetamiseks ja raviks. Uuringud on näidanud, 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 täheldati, et glutatiooni sisaldavate silmatilkade kasutamine kataraktiga patsientide raviks vähendab läätse läbipaistmatuse astet ja parandas teatud määral nägemist [10].
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 [10].
Kasutamine hulgiskleroosi korral
Hulgiskleroosi korral on neuronite degeneratsioon seotud oksüdatiivse stressiga. Dimetüülfumaraat (DMF) on tõhus suukaudne ravivõimalus ning on tõestatud, et see vähendab 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 in vitro märkimisväärne neuroprotektiivne toime. Uuringud on leidnud, et DMF indutseerib glutatioonreduktaasi (GSR), suurendades glutatiooni ringlussevõttu, indutseerides GSR-i [6].
Kasutamine Alzheimeri tõve korral
Alzheimeri tõve puhul peetakse amüloid-β-peptiidi (Aβ) üheks oluliseks Alzheimeri tõve (AD) põhjustajaks. Ferroptoos on äsja tunnustatud oksüdatiivne 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 ferroptoosiga seotud valke ja ensüüme APP/PS1 hiirtel, leevendades raku oksüdatiivset stressi ja põletikulisi kahjustusi ning soodustades 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].
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 vähendada 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].
Kasutamine saarekeste haiguste korral
Saarehaigustega ja seerumi diabeediga patsientidel hinnati glutatioonreduktaasi ja glutatioonperoksüdaasi. Uuringud on näidanud, et selle haiguse korral võib oksüdantide ja antioksüdantide vahekorra tasakaalustamatus olla seotud seisundiga [13].
Tripeptiidühendina, mis koosneb glutamiinhappest, tsüsteiinist ja glütsiinist, mängib glutatioon organismides mitmesuguseid võtmerolle, nagu antioksüdantne aktiivsus, detoksikatsioon, immuunregulatsioon ja mõju reproduktiivsüsteemile. Alates selle avastamisest ja süvenevatest teadusuuringutest on selle rakendusväärtust meditsiinivaldkonnas pidevalt esile tõstetud, näidates positiivset mõju mitmesuguste haiguste, sealhulgas alkohoolse maksahaiguse, Parkinsoni tõve, südame-veresoonkonna haiguste ja silmahaiguste ravis või ennetamisel. Kuigi mõnede rakenduste mehhanisme ja selle mõju üksikasju teatud haiguste puhul tuleb veel uurida, on glutatioonil suur tähtsus keha tervise säilitamisel ning haiguste ennetamisel ja ravimisel.
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].
