НЕЙРОХИМИЯ, 2008, том 25, № 1-2, с. 23-29
= ОБЗОРЫ
УДК 612.115.3 : 612.115.064
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОТИВОСВЕРТЫВАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ОРГАНИЗМ РЕГУЛЯТОРНЫХ ПЕПТИДОВ Pro-Gly, Pro-Gly-Pro, СЕМАКСА И ТАФЦИНА В СОЕДИНЕНИИ С ПРИРОДНЫМ ГЕПАРИНОМ
© 2008 г. Л. А. Ляпина*, В. Е. Пасторова, Т. Ю. Оберган
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический факультет, кафедра физиологии человека и животным, лаборатория защитных систем крови им. Б.А. Кудряшова
В настоящей работе представлен обзор данных литературы и собственных исследований по результатам многолетнего изучения комплексных соединений регуляторных нейропептидов - Pro-Gly, Pro-Gly-Pro, семакса и иммунопептида тафцина с гепарином; продемонстрированы их защитные противосвертывающие эффекты на показатели плазменно-тромбоцитарного гемостаза в условиях in vitro и при разных способах введения (интраназальное, пероральное, внутрибрюшинное, внутривенное) в организм здоровых животных (крыс) и животных с депрессией функции противосверты-вающей системы. Установлена способность комплексов олигопептидов с гепарином предупреждать процессы тромбообразования в организме при их угрозе.
Ключевые слова: регуляторные пролинсодержащие пептиды, система гемостаза, фибринолиз, агрегация тромбоцитов, гепарин, антикоагулянты, инфракрасная спектроскопия.
Как известно, мозг содержит большое число регуляторных нейропептидов, которые участвуют в синаптической передаче сигналов и обеспечивают широкий круг функций центральной нервной системы (ЦНС). Одним из представителей нейропептидов является гипофизарный гормон АКТГ, доказан его синтез в ряде отделов мозга и его участие в таких функциях мозга, как уровень внимания к внешним сигналам, запоминание, обучаемость. Для осуществления этих функций важен фрагмент молекулы АКТГ4-7. В Институте молекулярной генетики РАН был создан синтетический гептапептид семакс, фрагмент АКТГ4-7 с добавлением Pro-Gly-Pro в положении 8-10. Этот пептид стимулирует процессы обучения и памяти [1]. В последние годы усилился интерес к изучению регуляторных пептидов, обладающих полифункциональными свойствами, то есть влияющих на различные процессы гомео-стаза - нервную, эндокринную, гемостатическую и другие системы организмы. К таким полифункциональным пептидам относятся не только гли-пролины (Pro-Gly-Pro, Pro-Gly, Gly-Pro), являющиеся продуктами катаболизма коллагена, эластина и других белков соединительной ткани, но и иммунопептид тафцин [2]. Все они относятся к эндогенным низкомолекулярным лигандам плазмы крови.
* Адресат для корреспонденции: 119991, Москва, Воробьевы горы, д.1, кор.12, e-mail: lyapinal@mail.ru
Указывается, что сосудистые заболевания головного мозга и сердца из-за высокой распространенности и тяжелых последствий для здоровья человека представляют одну из важных медицинских и социальных проблем. Исследование влияния биологически активных пептидов на систему гемостаза показало их защитное противо-свертывающее действие (как опосредованное, так и прямое) на процессы тромбино- и фибрино-образования, фибринолитическую активность крови и агрегацию тромбоцитов [2, 5]. Пептиды, имеющие последовательность аминокислот Gly-Pro-Arg (аналоги МН2-концевого участка альфа-цепи фибрина), в эквимолярном соотношении связываются с фрагментом D молекулы фибриногена и тормозят полимеризацию фибрина вплоть до полного ее прекращения [6, 7, 8, 9]. Отмечено, что антикоагулянтная активность пептидов зависит от наличия в них таких аминокислот как про-лин, аргинин, лизин, причем присутствие последовательности Pro-Arg служит одним из факторов, определяющих эту активность [6, 10].
Итак, группа регуляторных пролинсодержа-щих пептидов относится к модуляторам ряда процессов организма и участвует в ингибировании свертывания крови, нормализации нарушений кровообращения мозга, стимуляции регенерации нервов [11].
Было обнаружено, что последовательность Pro-Arg на С-конце природного лиганда крови -тетрапептида тафцина (Thr-Lys-Pro-Arg) обуслов-
ливает его антиполимеризационное действие в отношении фибрин-мономера [12] и способствует повышению антикоагулянтной активности плазмы крови [2, 13]. Препарат семакс (H-Met-Gly-His-Phe-Pro-Gly-Pro-OH) [14] в настоящее время разрешен к клиническому применению в качестве ноотропа и нейропротектора, противоин-сультного средства, поскольку он нормализует кровообращение мозга. В организме он активирует противосвертывающую систему - повышает антикоагулянтную, суммарную и неферментативную фибринолитические активности, активность активатора плазминогена плазмы крови крыс [2]. Кроме того, семакс проявляет антиагрегацион-ное действие в отношении тромбоцитов и снижает уровень гепарина. Эти эффекты, однако, не проявлялись в условиях in vitro, что связано с опосредованным действием препарата на гемостаз. Глипролины оказывают противосвертывающий эффект в кровотоке с первых минут после введения, и это их действие сохраняется на протяжении не менее 3-х часов после внутривенного введения. Внутрибрюшинное, многократное интраназаль-ное и пероральное применение глипролинов крысам также способствовало усилению антитромбо-цитарных, антикоагулянтных и фибринолитиче-ских свойств плазмы спустя 1 ч после введения [5, 11, 15]. Согласно данным Васьковского и др. [18] при использовании радиоактивной метки, [3Н] глипролины сохраняются в кровотоке на протяжении 5 часов после однократного внутрибрю-шинного введения. В работах Бойко и др. [17] также сообщается о высокой биологической стабильности дипептидов. По данным Самониной и др. [18], уровень радиоактивной метки после внутрижелудочного введения меченых тритием глипролинов животным регистрировался в органах в течение часа. Согласно результатам других авторов [19, 20], период полураспада Pro-Gly-Pro в кровотоке составлял более 24 ч. Обнаружение радиоактивной метки ткани мозга после системного введения меченного тритием Pro-Gly-Pro животным свидетельствовало о способности три-пептида проникать через гематоэнцефалический барьер и о возможном его действии на центральном уровне [21]. Итак, естественные лиганды плазмы крови - глипролины обладают в условиях in vitro и при появлении в организме животных фибриндеполимеризационными, антикоагулянт-ными и антитромбоцитарными свойствами [3, 5, 11, 15, 22, 23, 24].
В настоящее время еще нет достаточно определенных данных о доле их участия в проявлении антитромбоцитарных, антикоагулянтных и фиб-ринолитических эффектов плазмы крови в организме. Предполагается, что они способны действовать в кровотоке как самостоятельно, так и проявлять свои эффекты через взаимодействие с антикоагулянтом гепарином, влияющим на функ-
цию ЦНС [25]. Одним из доказательств взаимодействия олигопептидов с гепарином служат экспериментальные данные, свидетельствующие о снижении уровня гепарина после появления в крови этих пептидов.
Получены экспериментальные данные [25], свидетельствующие о том, что высокомолекулярный гепарин активирует у животных когнитивные процессы и механизмы, обеспечивающие устойчивое воспроизведение сформированного навыка, повышение двигательной активности, улучшение способности животных к ориентации в пространстве. При этом курсовое введение гепарина повышает скорость кровотока в головном мозге. В то же время гепарин относится к антикоагулянтам быстрого действия и блокирует свертывающую активность тромбина. Спектр физиологического действия гепарина широк: он обладает антикоагулянтным, антилипемическим, антими-тотическим, нейропротективным и другими свойствами [26, 27]. Общепризнанным считается гипотензивное действие гепарина. В механизме его сосудорасширяющего эффекта имеет значение снижение чувствительности периферических прекапилляров к действию адреналина и норад-реналина. У больных сахарным диабетом при применении гепарина методами реовазографии и капилляроскопии установлены улучшение коллатерального кровообращения, некоторая нормализация тонуса сосудов и проницаемости, уменьшение прекапиллярного отека [27]. Благодаря своим структурным особенностям он способен образовывать комплексы со многими веществами. Комплексные соединения гепарина с тромбо-генными белками крови участвуют в регуляции жидкого состояния крови. Прочная связь гепарина и белка при этом обусловлена соединением сульфатных и карбоксильных групп полисахарида с КН-группами аргинина белка [28]. Введение животным комплексных соединений высокомолекулярного гепарина с аминокислотами, аминами приводило к повышению антикоагулянтной активности крови, значительно превышающей ее эффект, достигаемый при введении эквивалентной по отношению к комплексу дозы гепарина [28, 29, 30].
Учитывая возможность проявления вазоак-тивного действия пептидов через комплексообра-зование с гепарином, целью настоящего обзора было проанализировать эффекты комплексных соединений ноотропных олигопептидов и имму-нопептида тафцина с гепарином и показать их защитную противотромботическую роль в процессах тромбоцитарного и плазменного гемостаза, что имеет немаловажное значение в предупреждении нарушений мозгового кровообращения.
В данной работе использованы глипролины (Рго-01у, Рго-Иу-Рго), синтезированные в Мос-
ковском институте молекулярной генетики РАН, иммунопептид тафцин ("Serva", США) и коммерческий препарат семакса (Россия). Применяли ко-агулологические и биохимические методы исследования.
Доказательства комплексообразования оли-гопептидов с гепарином. Факт комплексообразования между гепарином и олигопептидами - гли-пролинами, тафцином, семаксом был доказан методами пересекающегося электрофореза и спектральным анализом в инфракрасной области спектра.
Методом пересекающегося электрофореза показано, что при перпендикулярном нанесении растворов пептида и гепарина и последующем передвижении их в электрическом поле в месте контакта наблюдалось исчезновение окраски красителем (раствор Азура А) на кислые группы гепарина, что свидетельствовало об истинном взаимодействии пептидов с гепарином.
Инфракрасная спектроскопия (ИК-спектро-скопия) дает возможность установить участие тех или иных химических групп к
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.