Tsüklooksügenaasid on ensüümide seotud tootmisega prostaglandiinid. Need omakorda põhjustavad põletik.
Mis on tsüklooksügenaasid?
Tsüklooksügenaasid (COX) kuuluvad nende hulka ensüümide. Nad osalevad arahhidooni ainevahetuses. Seal katalüüsivad nad tromboksaanide ja prostaglandiinid. COX ensüümide on keskselt seotud põletik. Inimestele on tsüklooksügenaas teada juba 1930. aastatest. Esimene tsüklooksüdaaside puhastatud tootmine toimus 1970. aastatel lammaste ja veiste koe homogenaatidest. Alates 1972. aastast hakati spekuleerima ka selle üle, kas tsüklooksügenaasi on rohkem kui üks. 1990. aastatel sai tsüklooksügenaas-1 ja tsüklooksügenaas-2 valgu struktuure järjestada. Need kaks isoensüümi erinevad üksteisest nende poolest geen locus. Lisaks selgitati välja nende struktuur, mis võimaldas toota ravimid mis mõjutavad ensüüme.
Funktsioon, tegevus ja rollid
Tsüklooksügenaasid jagunevad kahte alamtüüpi. Need on tsüklooksügenaas-1 (COX-1) ja tsüklooksügenaas-2 (COX-2). Need on ensüümi kaks erinevat vormi. Nende oma aminohapped on 68 protsenti identsed. Lisaks on tõendeid, et eksisteerib veel üks tsüklooksügenaas, tuntud kui tsüklooksügenaas-3. COX-1 ja COX-2 mängivad terapeutilises meditsiinis olulist rolli. Tsüklooksügenaas-1 on ensüüm, mida ekspresseeritakse konstitutiivselt. See ka sünteesib prostaglandiinid suuremal määral terve keha sees. Suurem kogus COX-1 leidub peamiselt neerudes ja kõht sein. COX-2 ekspresseeritakse eriti põletikulistes või kahjustatud kudedes. Siin toodetakse prostaglandiine. Need kas säilitavad põletik või isegi seda intensiivistada. Tsüklooksügenaaside ülesanne on katalüüsida arahhidoonhappe muundumist prostaglandiin-H2-ks. See kehtib ka eikosapentaeenhape (EPA) ja dihomogammalinoleenhape (DGLA). Protsess toimub kahes etapis, mis toimuvad ensüümi reaktsioonikeskustes. 1. etapp viiakse läbi katalüütilises keskuses. See koosneb rõngasulgurist süsinik aatomid C8 ja C12. Lisaks kahe sisestamine hapnik aatomid esinevad C9 ja C11 juures. Need moodustavad seejärel üksteisega kovalentse sideme, mille tulemuseks on prostaglandiin-G2 peroksiidsilla moodustumine. Moodustunud prostaglandiin-G2 võib kanalist difundeeruda. Teine etapp toimub reaktsioonikeskuse katalüüsimisel peroksüdaasi aktiivsusega. Selles protsessis moodustub prostaglandiin-H2 prostaglandiin-G2-st. See näeb ette täiendavate prostaglandiinide sünteesi.
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused
Tsüklooksügenaase leidub endoplasmaatilise retikulumi sisemises osas, tuumaümbrises ja Golgi aparaadis. Selles protsessis kinnituvad nad rakuosa membraanide sisekülgedele. Neid leidub ka loomade rakkudes. Seevastu neid ei leidu putukatel, taimedel ega üherakulistel organismidel. Kuid nendes leidub sarnaseid ensüüme, näiteks patogeenide poolt indutseeritavaid oksügenaase. COX-1 esinemine toimub normaalse taseme endoteelirakkudes veri laevad, samas kui COX-2 leidub põletikuliste kudede vohavate veresoonte endoteelirakkudes. Lisaks esineb COX-2 sageli kasvajarakkudes, kus see vohab. Arstid kahtlustavad, et ensüüm mängib rolli kasvaja kasvus. COX-2 toodetakse suurenenud määral ka aju põletiku taustal. Ensüümi leidub endoteelirakkudes hüpotalamuse laevad. Selles protsessis on palavikmoodustub indutseeriv PGE2. Mõnikord moodustub COX-2 ka neuronites ja gliiarakkudes. Neerudes leidub tsüklooksügenaas-2 peamiselt kollatähnis. Selle tulemusel suureneb prostatsükliini tootmine, mis alustab ensüümi moodustumist reniin. COX-2 on alati olemas selgroog. Seal see töötleb valu stiimulid.
Haigused ja häired
Tsüklooksügenaasid mängivad haigustes olulist rolli ja see kehtib eriti tsüklooksügenaas-2 kohta. Seega toimub põletikuliste protsesside ajal suurenenud COX-2 transkriptsioon ja seonduvate sümptomite, nagu nt. valu ja palavikNeed on põletikuvastased ravimid mis kuuluvad mittesteroidsete põletikuvastaste ravimite rühma. Erinevalt klassikalisest palavikualandajad, mis mõjutavad nii COX-1 kui ka COX-2, keskenduvad COX-2 inhibiitorid tsüklooksügenaas-2 blokeerimisele. COX-2 tuvastatakse sageli pahaloomulises vähk kasvajad. Kasvajakoes toodetud prostaglandiinid, näiteks PGE2, mõjutavad otseselt kasvajarakke ja kasvaja stroomasid. Sel põhjusel, vähk uuringud loovad lootusi COX-2 inhibiitorite positiivsele mõjule. mis kehtib eriti seedetrakti vähkide kohta. Need ravimid rünnata nii muutumatu strooma kui ka kasvaja väga varieeruvaid rakke. See vähendab vastupanu tekkimise tõenäosust. Mis funktsioonides tsüklooksügenaas-2 mängib aju rakke pole veel selgitatud. Seetõttu on küsimus, kas COX-2 inhibiitorite pikaajalisel kasutamisel on füsioloogiline mõju aju on jäänud ka vastuseta. Kuid paljud stiimulid kutsuvad esile COX-2 tekkimise neuronites, astrotsüütides ja mikroglia. Nende hulka kuuluvad epilepsiahoogud, põletik, hüpoksia ja toksiinid, millel on ergutav toime. Kuid selle protsessi mõjud on endiselt ebaselged. Lisaks kahtlustavad arstid tsüklooksügenaaside mõju tsüklooksügenaaside arengule Alzheimeri haigus. Tsüklooksügenaasi inhibiitorid on peamiselt reumavastased ravimid, valuvaigistid, antiflogistilised ravimid ja palavikualandajad. Need sisaldavad atsetüülsalitsüülhape ja ibuprofeen, Teiste hulgas.
