La cyclooxygenases sunt enzime care sunt implicate în formarea prostaglandinelor. Acestea la rândul lor provoacă inflamații.
Ce sunt ciclooxigenazele?
Ciclooxigenazele (COX) sunt enzime. Sunt implicați în metabolismul arahidonului. Acolo catalizează producția de tromboxani și prostaglandine. Enzimele COX joacă un rol cheie în reglarea inflamației.
Ciclooxigenaza este cunoscută de om încă din anii '30. Prima producție purificată de ciclooxidaze a avut loc în anii '70, din țesut omogenat de la oi și bovine. Începând cu 1972, au început să se speculeze dacă există mai mult de o ciclooxigenază. În anii 90, structurile proteice ale ciclooxigenazei-1 și ciclooxigenazei-2 ar putea fi secvențiate. Cele două izoenzime diferă unele de altele în locusul lor genic. În plus, structurile lor au fost clarificate, care ar putea fi utilizate pentru a produce medicamente care afectează enzimele.
Funcție, efect și sarcini
Ciclooxigenazele sunt împărțite în două subspecii. Acestea sunt ciclooxigenaza-1 (COX-1) și ciclooxigenaza-2 (COX-2). Acestea sunt două forme diferite ale enzimei. Aminoacidul lor este 68 la sută identic. Există, de asemenea, dovezi că există o altă ciclooxigenază, cunoscută sub denumirea de ciclooxigenază-3.
COX-1 și COX-2 joacă un rol important în medicina terapeutică. Ciclooxigenaza-1 este o enzimă care este exprimată în mod constitutiv. De asemenea, sintetizează prostaglandinele într-o măsură mai mare în cadrul unui corp sănătos. Cantități mai mari de COX-1 se găsesc în principal în rinichi și peretele stomacului. Expresia COX-2 apare în special în țesuturile inflamate sau deteriorate. Aici se produc prostaglandine. Acestea fie mențin inflamația, fie chiar o intensifică.
Funcția ciclooxigenazelor este de a cataliza transformarea acidului arahidonic în prostaglandină H2. Acest lucru este valabil și pentru acidul eicosapentaenoic (EPA) și acidul dihomogammalinolenic (DGLA). Procesul are loc în două etape, care au loc în centrele de reacție ale enzimei. Etapa 1 se face în centrul catalitic. Constă dintr-o închidere inelară între atomii de carbon C8 și C12. În plus, doi atomi de oxigen sunt inserați la C9 și C11. Acestea intră apoi într-o legătură covalentă una cu cealaltă, în urma căreia se formează o punte de peroxid în prostaglandina G2. Prostglandin-G2 care a apărut poate difuza în afara canalului.
A doua etapă are loc prin cataliza centrului de reacție cu activitate de peroxidază. Prostaglandina H2 este creată din prostaglandina G2. Aceasta asigură sinteza altor prostaglandine.
Educație, apariție, proprietăți și valori optime
Ciclooxigenazele sunt localizate în secțiunea interioară a reticulului endoplasmatic, în interiorul plicului nuclear și în aparatul Golgi. În acest proces, acestea aderă la părțile interioare ale membranelor compartimentului celular. De asemenea, sunt prezente în celulele animalelor. În schimb, acestea nu apar la insecte, plante sau organisme unicelulare. Cu toate acestea, conțin enzime înrudite, cum ar fi oxigenazele inductibile de agent patogen.
COX-1 se găsește în celulele endoteliale ale vaselor de sânge normale, în timp ce COX-2 se găsește în celulele endoteliale ale vaselor de sânge proliferând țesuturile inflamate. În plus, COX-2 este adesea prezent în celulele tumorale unde proliferează. Medicii bănuiesc că enzima contribuie la creșterea unei tumori. De asemenea, în creier, COX-2 este produs într-o măsură crescută ca parte a inflamației. Enzima se găsește în celulele endoteliale ale vaselor hipotalamice. Se formează PGE2 care induce febră. Ocazional, COX-2 apare și în celulele nervoase și celulele gliale.
În rinichi, ciclooxigenaza-2 este conținută în principal în macula densa. Aceasta duce la o producție crescută de prostaciclină, care începe formarea reninei enzimatice. COX-2 este întotdeauna prezent în măduva spinării. Acolo este utilizat pentru procesarea stimulilor durerii.
Boli și tulburări
Ciclooxigenazele joacă un rol important în boli, ceea ce este valabil mai ales pentru ciclooxigenază-2. În cursul proceselor inflamatorii, COX-2 este transcris mai intens.
Așa-numiții inhibitori de COX-2 sunt administrați pentru a trata simptomele legate de acesta, cum ar fi durerea și febra. Acestea sunt medicamente antiinflamatoare care aparțin grupului de antiinflamatoare nesteroidiene (AINS). Spre deosebire de antipireticele clasice, care au efect atât COX-1 cât și COX-2, inhibitorii COX-2 se concentrează asupra blocării ciclooxigenazei-2.
Adesea, COX-2 se găsește în tumorile maligne de cancer. Prostaglandinele precum PGE2, care apar în țesutul tumoral, influențează direct celulele tumorale și stroma tumorii. Din acest motiv, cercetarea în domeniul cancerului pune speranțele asupra unui efect pozitiv al inhibitorilor COX-2, ceea ce este valabil mai ales pentru cancerele tractului gastro-intestinal. Aceste medicamente atacă atât stroma invariabilă, cât și celulele extrem de variabile ale tumorii. Aceasta reduce probabilitatea de a dezvolta rezistență.
Încă nu a fost posibil să se clarifice care sunt funcțiile ciclooxigenazei-2 în celulele creierului. De aceea, întrebarea dacă utilizarea prelungită a inhibitorilor COX-2 are un efect fiziologic asupra creierului a rămas fără răspuns. Cu toate acestea, numeroși stimuli determină dezvoltarea COX-2 în celulele nervoase, astrocite și microglie. Acestea includ crize epileptice, inflamații, hipoxie și toxine care au un efect excitant. Cu toate acestea, efectele acestui proces sunt încă neclare. De asemenea, medicii suspectează o influență a ciclooxigenazelor asupra dezvoltării bolii Alzheimer.
Principalii inhibitori ai ciclooxigenazei utilizate sunt medicamente antiinflamatorii, analgezice, antiinflamatoare și antipiretice. Acestea includ A. Acid acetilsalicilic și ibuprofen.
