A tromboxán szerepe a simaizomkontrakció szabályozásában

A tromboxán


A tromboxán egy nagyon jelentős eikozanoid. Két fajtája ismert: TXA2, TXB2

Az eikozanoidok mindenféle sejtben képesek szintetizálódni. Kiinduló vegyületeik a membránalkotó lipidek, melyekből foszolipáz A2 (PLA2) hasítása révén 20 szénatomszámú arachidonsav keletkezik (Δ5, 8, 11, 14 és Ω6). Eme esszenciális zsírsavból több reakcióút indulhat meg: epoxigenáz út, lipoxigenáz út (lipoxinok-LX, leukotriének-LT) és a ciklooxigenáz út. A tromboxán az utóbbi eredményeként jön létre tromboxán szintetázok által. Ugyanezen út végtermékei a prosztaciklinek(PGI) és prosztaglandinok(PGE2, PGF2alfa, PGD2) is.(1.Ábra)

Maga a foszfolipáz A2 működése G-fehérjéhez kapcsolt folyamat, mely akkor indul meg, ha megfelelő farmakon (pl. Ca-ion) aktiválja a 7M-receptort, az pedig a hozzá kapcsolódó G-proteint, mely végül beindítja az enzimműködést.

Pár érdekesség a foszfolipáz A2-ről:

eikozanoid keletkezési utak
1. Ábra
Az eikozanoidok keletkezése

A TXA2 legalapvetőbb szerepe a thrombocyta aggregáció kialakítása.

Az érfal endothel sejtjei normál működéskor PGI2-t (és NO-t) termelnek, melyek az adenilát-cikláz (AC) enzimen keresztül növelik az IC-tér cAMP szintjét, ezzel akadályozzák a PLA2 működését. Sérülés hatására azonban megáll a PGI2 szintézis, illetve megindul a TXA2 termelés, mely csökkenti a cAMP szintet, és thrombocyta aggregációt okoz. (2.Ábra) Ez a folyamat a fehér thrombus kialakulásának stimulátora.

thrombocyta aggregáció
2. Ábra
A thrombocyta aggregáció

A TXA2 a bronchus-kontrakcióban talán a legfontosabb eikozanoid. Jelentős konstrictora az umbilicalis ereknek, ugyanakkor a koronáriákat és vesemedencét is képes összehúzni, mikor a szöveteket a lokális vérhiányos állapotukból (ischaemia) kell megszabadítani.

A simaizomkontrakcióról röviden


A kontrakció – csakúgy, mint a harántcsíkos izomban – a csúszófilamentum modell alapján jellemezhető. Az aktin (3.Ábra) és miozin (4.Ábra) összekapcsolódását a MLCK (myozin-light-chain-kinase) enzim indítja el, ha az IC Ca-ion szint a megfelelő értékre emelkedik. A kontrakció addig tart, míg a MP (myosin-foszfatáz) le nem hasít a komplexről egy foszforil csoportot. Akkor ugyanis újra kettéválik az aktin és miozin molekula, vagyis az izom relaxál.

Ez nem a minden vagy semmi elve alapján működik, hiszen a simaizom folyamatos, enyhe kontrakció alatt áll. Ez határozza meg a két enzim (MLCK és MP) aktivitásának egymáshoz viszonyított arányát. Fontos különbség a harántcsíkolt izomhoz képest, hogy az aktin molekulán a tropomiosint egy Caldesmon nevű molekula rögzíti, ami Ca hatására megköti a Calmodulin-Ca komplexet, a tropomiosin lecsúszik az alfa-hélix árkába, így szabaddá teszi a miozin kötőhelyeket.(3. és 4.Ábra)

Aktin szerkezete
3. Ábra
Aktin felépítése a simaizmokban

Miozin szerkezete
4. Ábra
Miozin felépítése a simaizmokban

Simaizom található az erek, bronchusok, belső szervek falában. Alapvető, az élethez nélkülözhetetlen mozgásokat kiviteleznek. Ilyen sajátos mozgás például a nyelőcső simaizomzata által megvalósuló perisztaltikus mozgás.

Májregeneráció


A máj figyelemre méltó megújuló képessége teszi lehetővé a májtömeg működésének helyreállítását toxikus vagy egyéb behatások okozta sérülések miatt(Minamino és mtsai, 2012).

Tromboxán A2 a májban

A ginseng poliszacharidok hatása

No reflow
5. Ábra
NO/ET és TXB2/PGI1 arányának eltolódásának következményei

A vérlemezkék adhéziója a májregenerációban

Ezek a tények a tromboxán gyulladáskeltő szerepét mutatják be, azonban a TP receptorok szignáljai szabályozzák a sinusoidok raktározó képességét is azáltal, hogy helyreállítják a károsodott májszövetet, valamint serkentik a makrofágok működését. A TXA2 angiogenezis stimuláló anyagként szerepelhet, így ezen felül elősegíti a cytokinek termelését is, melyek proangiogenikus faktorként segítik elő a thrombocyta aktivációt (Minamino és mtsai, 2015).

Tromboxán A2 receptor jelzések támogatják a májszövet regenerációját a makrofágok számának fokozásával

A tromboxán A2 szerepe biztos a gyulladás kialakításában a májban, azonban számos kísérlet munkálkodik azon, hogy a májregenerációhoz való hozzájárulása is végleg bizonyítást nyerjen, ugyanis még számos aktiválási és egyéb mechanizmusa nem tisztázódott.

TXA2 receptorok a vesében


A vesében a renalis véráramlás, a glomerulációs filtrációs ráta és a a tubuloglomerularis feedback csökkenését okozza. Így bonyolult renalis vér-, vízáramlás és elektrolit anyagcserét tesz lehetővé. A TXA2 szerepet játszik a kórokozók kutatásában, egyes renalis betegségek kórélettanában, mint például a vesegyulladás (nephritis), transzplantáció kilökődése, illetve húgyuti traktusműködés akadályozása.

A tromboxán szintézis aktivitásának csökkentésével, vagy a TXA2 receptor kötődés blokkolásával megelőzhető az általuk okozott renalis károk kifejeződése (Takaaki és mtsai, 1995).

Az autentikus TXA2 és PGH2 receptorok helyeződése a patkány veséjében

TXA2 mesengiális sejteken keresztül kifejtett hatásai
6. Ábra
A TXA2 mesengiális sejtek által kifejtett hatása

Az elmondottak alapján sok új információnk van a TXA2 vesében betöltött szerepéről, melynek segítségével hatékonyabban ismerhetjük meg a nephronok működését, mindazonáltal ne feledjük, eme eikozanoid vesei feladatának kutatása még folyamatban van (Bresnahan és mtsai, 1996).

Tromboxán vesében okozott hatásai

Így a vesekárosodások kezelésében nagy szerepet fog kapni a farmakológiás TXA2 szintézis vagy esetleg reakcióspecifikus inhibitorok is. Mivel eme eikozanoid veseszövetre kifejtett hatása (in vitro), és gyógyszerekkel gátolható szintézise és működése (in vivo) jelentős előrelépést jelentett, a későbbiekben így új szerek kezelésbe vonása talán még ígéretesebb eredményeket hoz majd (Remuzzi és mtsai, 1992).

Preeclampsia


Preeclampsia a legfőbb okozója a magzati elhalálozásoknak és megbetegedéseknek, perinatális halálnak, koraszülésnek, és intrauterinális növekedés korlátozásnak.

Preeclampsia egy multiszisztematikus, kivételes rendellenessége a humán terhességnek, aminek kialakulása tisztázatlan. A placenta abnormális vasculáris válasza alakul ki, ami együtt jár egy megemelkedett szisztematikus vasculáris rezisztenciával, fokozott thrombocyta aggregációval, a koagulációs rendszer aktivációjával és az endotheliális sejtek diszfunkciójával.

Kialakulása okának tartják a károsodott, ischaemiás vagy reperfúzionált placentát valamint a nem megfelelő vagy túlzott anyai gyulladásos választ,ami a trophoblastok felé irányul;az endothelium megváltozása is egyik oka lehet betegség patofiziológiájának.

A leggyakoribb klinikai megnyilvánulása a betegségnek az endotheliális diszfunkció vagy az endotheliális sejtek nem megfelelő aktivációja, valamint an endothel sejtek megemelkedett permeabilitása és a thrombocyta aggregáció.

Az endotheliális diszfunkció a vasodilatátor prosztaglandinok termelésének csökkenését okozza, leginkább a prosztaciklinét és a nitrogén-oxidét. A megemelkedett vazokonstrictor tromboxán A2 szint tovább csökkentheti az uteroplacentális véráramlást a spirális artériában trombózis és placentális infarktus generálásával. Az endothel sejtek diszfunkcióját és a thrombocyta aggregációt megelőzi a trombin szint megemelkedése és a fibrin formáció kialakulása. A nem megfelelő produkciója az antiaggregációs prosztaciklinnek,nitrogén-oxidnak –vagy mindkettejüknek- biztosít elfogadható magyarázatot a felület mediált vérlemezke aktivációnak a spirális artéria belső felületén. A vérlemezkék összetapadnak, és alfa-granulumot valamint denz-granulumokat termelnek: speciálisan a tromboxán A2-t és szerotonint. Ez hozzájárul a thrombocyta aggegációhoz, emelve a fibrinháló létrejöttét, főleg az uteroplacentális cirkulációban (Sibai és mtsai, 2005).

A kutatások leginkább e betegség prevenciójára irányulnak. Egyik közülük az alacsony dózisú aszpirin adagolása. Az aszpirin csökkenti a tromboxán termelődését azáltal, hogy szelektálja a thrombocyták által termelt eikozanoidokat: főképp a PGI2 termelődését apasztja. A kísérlet kimutatta, hogy a PGI2 csökkent szintje az elsődleges oka a preeclampsia kialakulásának, mintsem a tromboxán nagyobb koncentrációja. Ez másodlagos problémaként szerepel, és ez az oka annak, hogy a tromboxán redukciója nem hatásos preeclampsia kórképének megelőzésében (Mills és mtsai, 1999).

Korreláció a csökkent prosztaciklin-TXA2 arány és központi apnoé között koraszülött csecsemőkben


A prosztaciklineknek vasodilatator, míg a TXA2-nek összehúzó hatása van a tüdő ereire.

Egy tanulmány célja annak a hipotézisnek a vizsgálata volt, hogy vajon a visszatérő központi apnoé koraszülött csecsemőkben korrelált-e a csökkenő prosztaciklin-tromboxán A2 aránnyal.Tizenkét – az apnoé klinikai eseteivel vizsgált – koraszülött csecsemőt vetettek össze tizenkét kontroll csecsemővel.

A vizeletben 2,3-dinor-6-keto-PGF1alfát és 2,3-dinor-TXB2-t determináltak, melyek aránya korrelációt mutatott az éjszakai órákban mért centrális apnoék számával. Két másik kísérleti csoportban is hasonló eredmények születtek, így az eredmény szignifikánsnak tekinthető. Az alábbiakban tárgyalt patomechanizmus képes csökkent pulmonális oxigenizációt okozni.

A patogén mechanizmusok, melyek oxigén deszaturációs szakaszokhoz vezetnek koraszülött, és megfelelő időben világra jött csecsemőknél, még nem teljesen tisztázottak. Kockázati tényezők közé sorolható a korai bronchopulmonalis dysplasia és légzési distressz szindróma. Az utóbbi állapotban hypoxaemia következtében előfordulhat, hogy a pulmonalis kapillárisok részben kikerülik a szellőztető alveolusokat. A tüdőben jelentkező érrendszeri ellenállást és kapillárisban zajló véráramlást befolyásolhatják olyan tényezők, mint például acidaemia, légúti elzáródás és endogén hormonok, beleértve a prosztanoidokat.

Szignifikánsan magas a korreláció a központi apnoék száma és a deszaturáció-prosztanoid arány között. Az alacsony prosztanoid arány bizonyíték erejű a vizsgálati csoportban, míg az apnoék száma szignifikánsan magas.

A csökkenő prosztanoid arányt a vasokonstrictiót okozó TXA2 legfőbb metabolitja, a 2,3-dinor-TXB2 vizelettel kiválasztódó növekvő mennyisége okozza (Hoch és Bernhard, 1999).

Tromboxán szerepe a subarachnoidalis hemorrhagia esetén


A spontán kialakuló subrachnoidalis hemorrahgia (SAH) egy intracraniális aneurysma (7.Ábra) felrepedésével keletkezik, világszerte korai halálozások és bénulások okozója. Ez a cerebrovascularis betegség okozza a stroke által kiváltott halálesetek felét. Kutatások szerint a betegek 50%-a 30 napon belül meghal, a halálozások 2⁄3-a 48 órán belül jelentkezik.

Intracranialis aneurysma
7. Ábra
Intracranialis aneurysma

Kísérletek, ezekből levont következtetések

Bevérzés egy CT felvételen
8. Ábra
CT felvétel egy subarachnoidális hemorrhagiás emberi agyról, a hemorrhagiát a fekete nyíl jelöli

Normál patophysiologiás körülmények között egyensúly van a vasokonstrictor TXA2 és a vasodilatator PGI2 között. SAH esetén előfordulhat, hogy felborul az egyensúly, és a TXA2 produkció válik dominánssá. Fontos megemlíteni, hogy a TXA2 közvetlen prekurzora, a PGH2, szintén kötődik a TP receptorokhoz, ezzel vasokonstrictiot idéz elő.

Több tanulmány is alátámasztja, hogy a TP receptorok fontos szerepet játszanak a cerebrális ischaemia kialakulásában, és vasculáris proliferációt, illetve kontractiót idéznek elő, valamint a TP receptor gén összefüggésbe hozható az agyi infarktusra való nagyobb hajlammal.

Emelkedett TXA2 szintet mértek egy subarachnoidalis vérzést (SAH) szenvedett ember cerebrospinalis folyadékában (CSF). Emellett, megnövekedett TXA2 bioszintézist figyeltek meg intracerebrális hemorrhagiában és ischaemiás strokeban szenvedő betegeknél egyaránt. A stroke rossz kimenetelének hátterében többnyire az akut fázisban megemelkedetten szintetizálódó TXA2 állhat (Saema és mtsai, 2010).

Kísérleti próbák a betegség kezelésére

Ezek ellenére a kísérleti tromboxán receptor gátlás nem hozta meg a várt eredményeket. Átmeneti cerebrális ischaemia után egy kutyát TP receptor blokáddal kezelve a cerebralis ischaemia mértéke csökkent.

Egy másik kísérletben kimutatták, hogy a TXA2 szintetáz inhibitor, orzgarel, megelőzi a cerebralis vasospasmust egy hagyományos értelemben vett hemorrhagiás kutyában, azonban egy másik tanulmány szerint az ozgarel nem fordítja vissza az érkontractiót a krónikus fázisban.

Habár a TXA2 cerebralis ischaemiához vezethet, a prosztaglandin és tromboxán szintézist gátló anyagok mégis kevésbé hatékonyak a kísérleti és humán vasospasmus esetén.

Ezek mind arra vezethetők vissza, hogy a cerebralis ischaemia multifactoriális, illetve a tromboxán mellett jelentős mennyiségű vasoaktív anyag is szerepet játszik a kiváltásában. Ezek a rendszerek egymással szoros összefüggésben működnek, egymástól nem választhatók el. Ebből kifolyólag kezelés szempontjából egy, az egész rendszerre ható jelátviteli út gátlása lenne a legoptimálisabb, és legeredményesebb (Saema és mtsai, 2010).

Konklúzió

A fent leírtak alapján azt a következtetést vonhatjuk le, hogy a tromboxánnak leginkább a különböző szervek ereinek tágasságának szabályozásában van szerepe, a simaizom kontrakció révén. Ezáltal nagy jelentősége van a vérellátás szabályozásában. Ugyan egyik területen sem értek el még nagy áttörést ezzel kapcsolatban, a jövőre nézve igen ígéretes lehet.

Források


Bresnahan, B. A.; Le Breton, G. C.; Lianos, E. A. (1996): Localizationof authentic thromboxane A2/prostaglandin H2 receptor in the rat kidney. Kidney International; 49: 1207—1213

Hoch, B.; Bernhard, M. (1999): Reduced prostacyclin to thromboxane A2 ratio is correlated with central apneas in preterm infants. Prostaglandins & other Lipid Mediators; 58: 285–290

Mills, J. L.; Dersimonian, R.; Raymond, E.; Morrow, J. D.; Roberts, J.; Clemens, J. D.; Hauth, J. C.; Catalano, P.; Sibai, B.; Curet, L. B.; Levine, R. J.(1999): Prostacyclin and thromboxane changes predating clinical onset of preeclampsia. JAMA; 281: (No. 4 9.) 356-362

Minamino, T.; Ito, Y.; Ohkubo, H.; Hosono, K.; Suzuki, T.; Sato, T.; Ae, T.; Shibuya, A.; Sakagami, H.; Narumiya, S.; Koizumi, W.; Majima, M. (2012): Thromboxane A2 receptor signaling promotes liver tissue repair after toxic injury through the enhancement of macrophage recruitment. Toxicology and Applied Pharmacology; 259: 104–114

Minamino, T.; Ito, Y.; Ohkubo, H.; Shimuzu, Y.; Kojo, K.; Nishizwa, N.; Amano, H.; Narumiya, S.; Koizumi, W.; Majima, M. (2015): Adhesion of platelets through thromboxane A2 receptor signaling facilitates liver repair during acute chemical-induced hepatotoxicity. Life Sciences; 132: 85–92

Remuzzi, G.; Fitzgerald, G. A.; Patrono, C. (1992): Thromboxane synthesis and action within the kidney. Kidney International; 41: 1483—1493

Saema, A.; Carl, L.; Aida, M.; Lars, E. (2010): Subarachnoid hemorrhage induces enhanced expression of thromboxane A2 receptors in rat cerebral arteries. Brain research; 1316: 163-172

Sibai, B.; Dekker, G.; Kupferminc, M. (2005): Pre-eclampsia. Lancet; 365: 785–99

Takaaki, A.; Kazuhisa, T.; Nobuyuki, T.; Eikatsu, T.; Yoshiyuki, T.; and Keishi, A. (1995): Rat kidney thromboxane receptor: Molecular cloning, signal transduction, and intrarenal expression lokalization. The journal of clinical investigation; 96: 657-664

Xiang, B.; Yan, W.; Gao, H.; Luo, Z.; Chen, L.; Wang, W. (2016): The improvement of ginseng polysaccharides against Hepatic Reperfusion Injury on energy metabolism in rabbits and its mechanism. International Journal of Research in Pharmacy and Biosciences; 3: (6) 34-48

Ábrajegyzék


1.ábra: Bartha T. : Endokrinológia előadás diasora, 392. dia

2.ábra: Bartha T. : Endokrinológia előadás diasora, 404.dia

3.ábra: Jócsák G. : Izomélettan előadás diasora, 15.dia

4.ábra: Jócsák G. : Izomélettan előadás diasora, 17.dia

5.ábra: Molnár M.

6.ábra: Kórik Cs.

7.ábra:https://en.wikipedia.org/wiki/Intracranial_aneurysm#/media/File:Cerebral_aneurysm_NIH.jpg

8.ábra:https://en.wikipedia.org/wiki/Subarachnoid_hemorrhage#/media/File:SubarachnoidP.png

Mentés

Mentés