Механизм действия

Клетка, ее активности и взаимодействие с другими клетками

Клетка — основная структурная единица организма. 10¹⁴ клеток, образуя ткани, органы и системы органов, составляют целостный организм. В ходе эволюции возникли и закрепились унифицированные механизмы взаимодействия клеток. Эти механизмы обеспечивают согласованную работу всех биологических систем организма. О себе, своих возможностях, готовности участвовать в выполнении физиологической функции клетки сообщают, выделяя различные сигнальные молекулы. О своих соседях, необходимости совместного выполнения той или иной физиологической функции в составе органа или организма в целом клетка также узнает по их сигнальным молекулам, взаимодействующим с ее рецепторами. Может ли клетка отказаться от этой работы? Да — клетка способна ограничить взаимодействие с сигнальными молекулами. А может ли множество клеток уклониться от выполнения физиологической функции? Да. Могут ли сигнальные молекулы утратить способность связываться со своими рецепторами? Да. Такой «клеточный эгоизм» обусловлен сбоем универсального эволюционно-консервативного механизма, определяющего функцию сигнальных молекул и рецепторов к ним.

Механизм, регулирующий взаимодействие между клетками организма

Содержание и работу одного из универсальных эволюционно-консервативных механизмов, который определяет возможность взаимодействия сигнальных молекул и рецепторов к ним, иллюстрируют схемы 1 и 2.

Функционально полноценная структура рецептора и сигнальной молекулы (биорегулятора) создается связью сера-сера (–S–S–), которую называют дисульфидной связью. Восстановитель искажает структуру фрагмента, который несет в себе дисульфидные связи. Если до воздействия восстановителя рецептор и сигнальная молекула подходили друг к другу, как ключ к замку, то после – структура сигнальной молекулы может быть изменена таким образом, что она не может связаться со своим рецептором и сообщить клетке необходимую информацию о других клетках или ее окружении (схема 1).

Восстановление способности к взаимодействию сигнальных молекул с рецепторами может быть достигнуто, если помочь образованию дисульфидных (–S–S–) связей с помощью окислителя (схема 2).

Воздействие окислителя на сульфгидрильные (–SH) группы в структуре функционально неактивных сигнальных молекул, а также рецепторов к ним, приводит к формированию такой структуры молекул, которая позволяет им легко взаимодействовать между собой.

Нарушение регуляции при болезни

В качестве восстановителя клетки используют молекулы восстановленного глутатиона (GSH). Он помогает физиологически адекватно регулировать чувствительность рецепторов и активность сигнальных молекул. Кроме него, есть много молекул — продуктов обмена веществ, способных воздействовать на рецепторы и сигнальные молекулы подобно восстановленному глутатиону: пировиноградная, молочная и лимонная кислоты, кетоновые тела и др. У здорового человека уровень этих веществ недостаточен, чтобы оказывать какое-либо нежелательное воздействие. При болезни, особенно хронической, их количество становится физиологически избыточным, поэтому они могут негативно влиять на дисульфидные связи, нарушая клеточные взаимодействия. При разобщении клеток ткань, орган или система органов перестает быть функционально единым образованием. Разлаживается взаимодействие между клетками, возникает функциональная недостаточность, в случае неотложных состояний может развиться полиорганная недостаточность.

Как можно восстановить взаимодействие между клетками

  Схема 2, приведенная выше, показывает, как восстанавливается межклеточное взаимодействие — возможность клеток общаться между собой на химическом языке.

В нормальном состоянии клетки умеют включать механизм «уединения» среди других клеток (схема 1 выше), используя восстановитель – восстановленный глутатион. Но существуют физиологические ограничения способности к клеточному обособлению. Дело в том, что восстановленный глутатион (GSH), восстанавливая –S–S– связи  до –SH, превращается в молекулу дисульфида глутатиона (GS–SG). Рост его содержания в микроокружении рецепторов или сигнальных молекул начинает мешать разрушению всех –S–S– связей в рецепторах или сигнальных молекулах. В результате клетка или клетки становятся лишь менее активны, но не полностью обособлены от других.

 Приведённые выше схемы можно конкретизировать применительно к регуляции чувствительности рецепторов и сигнальных молекул здоровых клеток (схемы 3 и 4).

Схема 3. Воздействие восстановленного глутатиона (GSH) на дисульфидные (–S–S–) связи, находящиеся в структуре функционально активных внеклеточных биорегуляторов пептидной природы, а также рецепторов к ним, расположенных на поверхностности клеток, приводит к угнетению способности тех и других вступать в физиологически адекватные взаимодействия.

Схема 4. Воздействие окисленного глутатиона (GSSG) на сульфгидрильные (–SH) группы, находящиеся в структуре функционально неактивных внеклеточных биорегуляторов пептидной природы, а также рецепторов к ним, расположенных на поверхностности клеток, восстанавливает способность тех и других вступать в физиологически адекватные взаимодействия.

Молекулярные реакции,  в которых происходит изменение состояния молекулы посредством окисления и восстановления, называют окислительно-восстановительными процессами. Или, используя написание кириллицей сокращения от английских слов «восстановленный» – «ред», «окисленный» – «окс», редокс-процессами. Молекулы, которые способны регулировать течение редокс-процессов, называют редокс-регуляторами. Таким образом, восстановленный (GSH) и окисленный (GSSG) глутатион являются естественными редокс-регуляторами.

Препарат Глутоксим^® — фармакологический аналог окисленного глутатиона (GSSG). Его воздействие на сигнальные молекулы и рецепторы аналогично воздействию GSSG (схема 4). Глутоксим^® восстанавливает функциональную активность рецепторов (расположенных на поверхности клеток и циркулирующих в крови), интерферонов, интерлейкинов, колониестимулирующих факторов, гормонов пептидной природы, специфичных антител.

Итак, Глутоксим^® — фармакологический аналог физиологического редокс-регулятора, его воздействие на сигнальные молекулы и рецепторы к ним аналогично воздействию окисленного глутатиона.