Биохимические
процессы образования метилглиоксаля в организме.
В живых организмах метилглиоксаль образуется как побочный
продукт нескольких метаболических путей.Он может образоваться из
3-аминоацетона, промежуточного продукта катаболизма треонина либо в процессе
перекисного окисления липидов. Однако важнейший источник метилглиоксаля —
гликолиз, где он получается в процессе неферментативного гидролиза фосфатной
группы от глицеральдегид-фосфата и дигидроацетон-фосфата, двух промежуточных
компонентов гликолиза. Метилглиоксаль является цитотоксическим продуктом,
поэтому в клетке существует несколько механизмов инактивации, в том числе
глиоксалазная система. Метилглиоксаль реагирует в клетке с глутатионом, образуя
гемитиоацеталь, который превращается в S-D-лактоилглутатион под действием
глиоксалазы I и далее метаболизируется в D-лактат под действием глиоксалазы II.
В соответствии со схемой
процессов углеводного метаболизма Эмбдена- Мейергофа- Парнаса, при
отсутствии метаболических нарушений, неферментативный путь образования метилглиоксаля in vivo из таких промежуточных соединений внутриклеточного
расщепления метаболизма как глицеральдегид-3 фосфат и диоксиацетонфосфат
считается общепринятым
Метилглиоксаль- как регулятор
активости внутриклеточных метаболических
и пролиферативных процессов
Преобразование метилглиоксаля в молочную кислоту D(-) происходит под влиянием щелочей, посредством
тканевой глиоксилазной ферментной системы
при наличии коэнзима глутатиона
Из метилглиоксаля образуется в процессе окисления клетки пировиноградная кислота, которая играет важную роль в цикле Кребса.
При патологических
состояниях в условиях тканевой гипоксии , которые характеризуются нарушением процессов метаболизма,
проявляющемся дефицитом синтеза макроэргических соединений и повышенным синтезом молочной кислот, в связи со слабой
реактивностью в организме образуется дефицит метилглиоксаля, который необходимо
восполнять используя экзогенный
метилглиоксаль.(Аkhad A,A., Hossain R, Mitsui H et all,2001)
Метилглиоксаль- соединение способное специфически и эффективно
взаимодействовать с гуанидиловой группировкой гуанидина, что играет важную роль
в его регуляторном воздействии на
ядерный аппарат клетки,
координируя клеточный цикл. Он способен оказывать прямое действие на
генетический материал клеток, генерируя "агрессивные" гидроксильные радикалы, вызывая точечную
мутацию в патологически измененных генах или непосредственно взаимодействовать
с аминогруппами оснований ДНК и впервую очередь с гуанином.()
Метилглиоксаль обладает регуляторным воздействием на метаболизм
и структуру соединений, чья функциональная активность непосредственно связана с
процессами дегенерации, пролиферации и
последующим процессом апоптоза клеток.
(Александровский Я.А.2005)
Метилглиоксаль и глиоксаль-
стимуляторы окислительной
митохондриальной системы организма.
Активные формы кислорода.
Окислительная
система- важная регуляторная система организма. Основными компонентами окислительной
системы являются активные формы
кислорода. ( АФК)
Образование прооксидантов
в стационарных условиях тканей уравновешивается активностью внутри- и
внеклеточных антиоксидантов, формируя определенный оптимальный уровень
прооксидантно-антиоксидантного равновесия. Кислородзависимая природа процессов
перекисного окисления липидов предполагает сложную многоуровневую систему их
регуляции, в которой системные механизмы, возможно, преобладают над
внутриклеточными. Это указывает на необходимость исследования проблемы
транспорта кислорода в организме не только с позиций удовлетворения
потребностей энергообмена в акцепторе электронов, но и как физиологического
механизма антиоксидантно защиты, и в целом как механизм, участвующий в
поддержании прооксидантно-антиоксидантного равновесия
Метилглиоксаль как и глиоксаль эффективно
ингибируют фермент Cu-Zn-супероксиддисмутазу (Каng 2003), что в свою очередь приводит к повышению концентрации
супероксид- аниона. В свою очередь этот анион-радикал
дает начало другим оксидантам с высоким
энергетическим потенциалом ( синглетный кислород, гидроксильный
радикал), восстанавливаясь в относительно стабильное соединение- перекись
водорода, которое в комплексе с миелопероксидазой и анионом хлора
образуют мощную окислительную систему.( Znao et al., 1996)
АФК могут играть роль медиаторов важных
внутриклеточных сигнальных путей.
Нормальные функции АФК включают индукцию иммунной системы и
мобилизацию систем ионного транспорта. Например, клетки крови на месте
повреждения начинают продуцировать АФК, что рекрутирует тромбоциты, необходимые
для начала процесса заживления раны. АФК также запускают программируемую
клеточную смерть (апоптоз).(Sen, C.K. 2003)
В ряде случаев активация макрофагов с генерацией механизмов супероксидного
взрыва, необходимая для осуществления их эффекторных функций, имеет защитный
характер, однако и в этой ситуации макрофаги нуждаются в восполнении резервов
антиоксидантной защиты так, как в противном случае эти клетки могут становиться
непосредственным виновником альтерации ткани.
Макрофаги разрушают поврежденные, старые или
иммунологически несовместимые клетки, а также способствуют уничтожению
злокачественных клеток и клеток, пораженных вирусами. Остеокласты
(специализированные макрофаги) применяют АФК для разрушения кости -
обязательного условия ее обновления. Во всех этих случаях клетки-защитники
быстро поглощают большое количество О2 (дыхательный взрыв) и затем
используют его для образования АФК при помощи расположенной в плазматической
мембране НАДФН-оксидазы дыхательного взрыва:
В последнее время обнаружены
новые функции АФК - регуляторные
АФК стимулируют накопление в
клетке вторых посредников - циклонуклеотидов: цAMФ и цГМФ, при этом последний
образуется в результате активации НОJ (но не другими АФК) гиалоплазматической
гуанилилциклазы. АФК вызывают накопление ионов Са2 + в цитозоле и
стимуляцию фосфорилирования белков в результате активации протеинкиназ
(особенно протеинкиназы С) и протеинтирозинкиназ и ингибирования
протеинфосфатаз; активируют белок Ras, играющий важную роль в передаче сигналов
в ядро клетки.
Выясняется, что АФК принимают непосредственное участие в
формировании разнообразных физиологических ответов клеток на тот или иной
молекулярный биорегулятор. Какой конкретно будет реакция клетки - вступит ли
она в митотический цикл, пойдет ли в сторону дифференцировки или дедифференцировки,
или же в ней активируются гены, запускающие процесс апоптоза, зависит и от
конкретного биорегулятора молекулярной природы, действующего на специфические
клеточные рецепторы, и от "контекста", в котором действует данный
биорегулятор: предыстории клетки и фонового уровня АФК. Последний зависит от
соотношения скоростей и способов продукции и устранения этих активных частиц. (Воейков В.Л., Колдунов В.В., Кононов Д.С.
МЕТИЛГЛИОКСАЛЬ ПРИ ОПУХОЛЕВОМ РОСТЕ
Свойство метилглиоксаля, одного
из промежуточных метаболитов углеводного обмена, эффективно ингибировать
процесс деления клеток хорошо известно. Именно благодаря этому свойству,
метилглиоксаль стал одним из ключевых соединений в теории канцерогенеза,
предложенной в 1967 году Сент-Дьердьи. Согласно этой теории, регуляторный
механизм процесса деления клетки зависит от взаимодействия ее двух
компонентов-антагонистов метилглиоксаля и глиоксилазной ферментной системы или
ее кофактора – глутатиона. Проведено множество исследований относительно роли
метилглиоксаля и глиоксилазной системы в процессе регуляции клеточной
пролиферации. Было выявлено, что подавление злокачественного роста можно
добиться лишь при концентрациях метилглиоксаля, существенно превышающих
физиологические .
Каким образом метилглиоксаль
ингибирует процесс клеточной пролиферации? Учитывая высокую
реакционоспособность метилглиоксаля, можно с большой долей уверенности
утверждать, что таких механизмов несколько. В первую очередь это способность
метилглиоксаля ингибировать биосинтез полиаминов, необходимых для роста и
дифференциации клеток. Также он способен инактивировать ряд Arg-зависимых
ферментов, обеспечивающих гликолиз и дыхание злокачественных клеток. Особо
необходимо отметить возможность модификации метилглиоксалем хроматина, а точнее
гистонов – белков с высоким содержанием лизина и аргинина, образующие не только
комплексные соединения с ДНК, но и структурно организующих генетический
материал при делении клетки [26].
Таким образом,
увеличение концентрации метилглиоксаля in vivo путем инъекций этого соединения
или вследствие ингибирования глиоксилазной системы должно способствовать
подавлению процесса злокачественной пролиферации. Причем цитостатические
свойства метилглиоксаля проявляются при его накоплении, как во внеклеточном
пространстве, так и в клетке. ( Pleshkewych A., В. Д Kramer, E Kelly Department of Natural Sciences, Daemen College, Amherst,
New York 14226 [A. P.], and Department of Experimental Therapeutics, Grace
Cancer Drug Center, Roswell Park Memorial Institute, New York State Department
of Health, Buffalo, New York)
Ряд ученных доказали роль
глиоксаля как ингибитора в биосинтезе
полиамнов в злокачественніх клетках
Pauli Seppanen, Richard Fagerstrom
Глиоксаль -- альдегид, отвечающий щавелевой кислоте; его состав CНО.СНО; это простейший
представитель диальдегидов
Биохимически Глиоксаль
вырабатывается для уменьшения глиоксалевой кислоты, которая в свою очередь
образуется для снижения количества щавелевой кислоты(Александровский Я.А.2005)
Глиоксаль осуществялет регуляторное каталитическое действие
на патологические процессы, при которых ведущую роль играют
дегенеративно-дистрофические и неопластические процессы. Существует мнение, что
именно глиоксаль обладает высокой элиминируюшей способностью для токсинов
различного происхождения и коррегирует работу донаторных ферментных систем.
Поскольку 2 карбонильные группы сопряжены между собой, в отличие от этиленовых
групп, они не фиксируют свободные радикалы, глиоксаль обладает выраженным регераторным и протективным эффектом на
ферментные системы организма, что в свою очередь предотвращает развитие
патологических процессов
Глиоксаль композитум
обладает регуляторным эффектом на деинтоксикационные процессы. Глиоксаль
композитум инициирует собственный репродукционный цикл глиоксаля и
метилглиоксаля, ициируюет репарацию клеток с
цепной реакцией ресинтеза метилглиоксаля и глиоксаля в соседних клетках.
Глиоксаль композитум счет входящих потенцируемых компонентов запускает
каскадный механизм репарации дыхательных ферментов от клетки к клетке. Цепь химических реакций приводит к
коренным изменениям ДНК, нивелируя вредные механизмы свободных радикалов, тем
самым уменьшает проявления оксидативного стресса.
Применение препарата Глиоксаль
композитум дополняет и углубляет действие других комплексных регуляторных
энерготропных антигомотоксических препаратов. Перед началом лечения с
применением Глиоксаль композитум рекомендовано нормализовать работу цикла
лимонной кислоты и Коэнзим композитум также соответствующей диеты, направленной
на ощелачивание организма.
Вызывает
интерес и потенциальная возможность у онкологических больных, наряду с
регуляторным, цитопротекторным и дезинтоксикационным эффектами, способствовать
ингибированию неопластических изменений в клетке.
