ciclossigenasi

A ciclossigenasi sono enzimi coinvolti nella formazione delle prostaglandine. Questi a loro volta causano infiammazione.

Cosa sono le cicloossigenasi?

Le cicloossigenasi (COX) sono enzimi. Sono coinvolti nel metabolismo dell'arachidone. Lì catalizzano la produzione di trombossani e prostaglandine. Gli enzimi COX svolgono un ruolo chiave nella regolazione dell'infiammazione.

La cicloossigenasi è nota all'uomo sin dagli anni '30. La prima produzione purificata di cicloossidasi è avvenuta negli anni '70 da omogenati di tessuto di ovini e bovini. Dal 1972 in poi, iniziò la speculazione sul fatto che esistesse più di una cicloossigenasi. Negli anni '90, le strutture proteiche della cicloossigenasi-1 e della cicloossigenasi-2 potrebbero essere sequenziate. I due isoenzimi differiscono l'uno dall'altro nel loro locus genico. Inoltre, sono state chiarite le loro strutture, che potrebbero essere utilizzate per produrre farmaci che influenzano gli enzimi.

Funzione, effetto e compiti

Le cicloossigenasi si dividono in due sottospecie. Questi sono cicloossigenasi-1 (COX-1) e cicloossigenasi-2 (COX-2). Queste sono due diverse forme dell'enzima. Il loro amminoacido è identico al 68%. Ci sono anche prove dell'esistenza di un'altra cicloossigenasi, nota come cicloossigenasi-3.

COX-1 e COX-2 svolgono un ruolo importante nella medicina terapeutica. La cicloossigenasi-1 è un enzima espresso costitutivamente. Inoltre sintetizza le prostaglandine in misura maggiore all'interno di un corpo sano. Quantità maggiori di COX-1 si trovano principalmente nei reni e nella parete dello stomaco. L'espressione della COX-2 si verifica in particolare nei tessuti infiammati o danneggiati. È qui che vengono prodotte le prostaglandine. Questi mantengono l'infiammazione o addirittura la intensificano.

La funzione delle cicloossigenasi è quella di catalizzare la conversione dell'acido arachidonico in prostaglandina H2. Questo vale anche per l'acido eicosapentaenoico (EPA) e l'acido diomogammalinolenico (DGLA). Il processo si svolge in due fasi, che avvengono nei centri di reazione dell'enzima. Il passaggio 1 viene eseguito nel centro catalitico. Consiste in una chiusura ad anello tra gli atomi di carbonio C8 e C12. Inoltre, due atomi di ossigeno vengono inseriti in C9 e C11. Questi entrano quindi in un legame covalente tra loro, a seguito del quale si forma un ponte di perossido nella prostaglandina G2. La prostglandina-G2 che è emersa può diffondersi fuori dal canale.

La seconda fase avviene attraverso la catalisi del centro di reazione con attività perossidasica. La prostaglandina H2 è creata dalla prostaglandina G2. Ciò garantisce la sintesi di ulteriori prostaglandine.

Istruzione, occorrenza, proprietà e valori ottimali

Le cicloossigenasi si trovano nella sezione interna del reticolo endoplasmatico, all'interno dell'involucro nucleare e nell'apparato di Golgi. Nel processo, aderiscono ai lati interni delle membrane del compartimento cellulare. Sono presenti anche nelle cellule degli animali. Al contrario, non si verificano in insetti, piante o organismi unicellulari. Tuttavia, contengono enzimi correlati come le ossigenasi inducibili dai patogeni.

La COX-1 si trova nelle cellule endoteliali dei vasi sanguigni normali, mentre la COX-2 si trova nelle cellule endoteliali dei vasi sanguigni in proliferazione dei tessuti infiammati. Inoltre, la COX-2 è spesso presente nelle cellule tumorali dove sta proliferando. I medici sospettano che l'enzima contribuisca alla crescita di un tumore. Anche nel cervello la COX-2 viene prodotta in misura maggiore come parte dell'infiammazione. L'enzima si trova nelle cellule endoteliali dei vasi ipotalamici. Si forma la PGE2 che induce la febbre. Occasionalmente, la COX-2 si manifesta anche nelle cellule nervose e nelle cellule gliali.

All'interno dei reni, la cicloossigenasi-2 è contenuta principalmente nella macula densa. Ciò porta ad un aumento della produzione di prostaciclina, che avvia la formazione dell'enzima renina. La COX-2 è sempre presente nel midollo spinale. Lì viene utilizzato per elaborare gli stimoli del dolore.

Malattie e disturbi

Le cicloossigenasi svolgono un ruolo importante nelle malattie, il che è particolarmente vero per la cicloossigenasi-2. Nel corso dei processi infiammatori, la COX-2 viene trascritta più intensamente.

I cosiddetti inibitori della COX-2 vengono somministrati per trattare i sintomi ad esso correlati, come dolore e febbre. Questi sono farmaci antinfiammatori che appartengono al gruppo dei farmaci antinfiammatori non steroidei (FANS). In contrasto con i classici antipiretici, che hanno un effetto sia sulla COX-1 che sulla COX-2, gli inibitori della COX-2 si concentrano sul blocco della cicloossigenasi-2.

Spesso la COX-2 si trova nei tumori maligni del cancro. Le prostaglandine come la PGE2, che si formano nel tessuto tumorale, influenzano direttamente le cellule tumorali e lo stroma tumorale. Per questo motivo, la ricerca sul cancro spera in un effetto positivo degli inibitori della COX-2, che è particolarmente vero per i tumori del tratto gastrointestinale. Questi farmaci attaccano sia lo stroma invariabile che le cellule altamente variabili del tumore. Ciò riduce la probabilità di sviluppare resistenza.

Non è stato ancora possibile chiarire quali funzioni svolge la cicloossigenasi-2 nelle cellule cerebrali. Questo è il motivo per cui la questione se l'uso prolungato degli inibitori della COX-2 abbia un effetto fisiologico sul cervello è rimasta senza risposta. Tuttavia, numerosi stimoli provocano lo sviluppo di COX-2 nelle cellule nervose, negli astrociti e nella microglia. Questi includono crisi epilettiche, infiammazioni, ipossia e tossine che hanno un effetto eccitatorio. Tuttavia, gli effetti di questo processo non sono ancora chiari. I medici sospettano anche un'influenza delle cicloossigenasi sullo sviluppo della malattia di Alzheimer.

I principali inibitori della cicloossigenasi utilizzati sono farmaci antinfiammatori, analgesici, farmaci antinfiammatori e antipiretici. Questi includono un. Acido acetilsalicilico e ibuprofene.