Kolesteroli

Isoprenylaatio ja sen inhibitio

2012-01-10T02:50:00.001-08:00

http://leabright.wordpress.com/2012/01/09/isoprenylation-2/

http://leabright.wordpress.com/2012/01/09/isoprenylation/

Isoprenoidien biosynteesi tuottaa luonnon laajimman pikkumolekyylien luokan, isoprenoidit eli terpenoidit. Eipä ihme että koetetaan keksiä lääkkeitä, joilla voidaan saada kohdentumaa isoprenoidien biosynteesiin. Onkin löydetty tehokkaita kuten kolesterolia alentavat lääkkeet mm. Lipitor ja osteoporoosin hoidossa käytetty Fosamax sekä monet anti-infektiiviset valmisteet, jotka kohdistuvat johonkin isoprenoidisynteesin vaiheeseen.

MUTTA samaan aikaan maailmassa kehkeytyy lääkeresistenssiä vakavissa taudeissa kuten malariassa, tuberkuloosissa ja stafylokokki-infektioissa ja edelleen puuttuu ekonomisia tehokkaita lääkkeitä välinpitämättömämmin hoidettujen trooppisten tautien terapiaan. Syövänvastaisten lääkkeittenkin kehittely etenee suhteellisen kankeasti.

Tässä kentässä ISOPRENOIDIEN BIOSYNTEESI on erittäin kiinnostava kohde, josta koetetaan louhia esiin terapeuttisia mahdollisuuksia.
Artikkeli kuvaa kehityksen kulkua neljällä alueella käyttämällä kemiallisperäistä tietämystä inhibiittorien kehittelystä johtuen lopulta näennäisesti alussa mainituista neljästä alueesta riippumattomalle terapioita etsivälle alueelle.

in this Account, I describe developments in four areas, using in each case knowledge derived from one area of chemistry to guide the development of inhibitors (or drug leads) in another, seemingly unrelated, area.

ENSIKSIKIN kirjoittaja kuvaa entsyymin IspH tutkimuksia. Tätä entsyymiä on malariaparasiiteissa ja kaikkein patogeenisimmissa bakteereissa, mutta ei ihmisessä. IspH on 4Fe-4S-proteiini ja tuottaa viiden hiilen (5C) isoprenoideja IPP ( isopentenyylidifosfaatteja) ja dimetyyliallyylidifosfaatteja DMAPP (2H(+)/2e(-)reduktioreaktiolla HMBPP molekyylistä, jossa allyylli alkoholi redusoituu alkeeniksi. (HMBPP on (E-1-hydroxy-2-methyl-but-2-enyl-4-diphosphate) Mekanismi on epätavallinen koska se käsittää organometallolajeja
( The “metallacycles” (η(2)-alkenes) and η(1)/η(3)-allyls).
Nämä havainnot johtivat uusien alkyyni-inhibiittoreiden löytämiseen, jotka myös muodostivat metallacycle rakenteita.

TOISEKSI kirjoittaja kuvaa FPP-syntaasin rakenteellistoiminnallisia inhibitiotutkimuksia. FPP-syntaasi on makromolekyyli, joka kondensoi IPP-molekyylin ja sen allyylin DMAPP molekyylin ( head- to - tail- tapaan. seskviterpeenifarnesyylidifosfaatiksi (FPP) . Tämä entsyymi käyttää karboksaatiomekanismia ja sitä estää vahvasti bifosfonaatit( luuresorptiolääkkeet). Ja tässä kirjoittaja osoitti, että ne ovat myös antiparasiittiaineita, jotka voivat blokeerata protozooan sterolibiosynteesin.
This enzyme uses a carbocation mechanism and is potently inhibited by bone resorption drugs (bisphosphonates), which I show are also antiparasitic agents that block sterol biosynthesis in protozoa.
Lisäksi hän mainitsee lipofiilisten bifosfonaattien kykenevän estämään proteiinien prenyloitumisen ja invasiivisuuden tuumorisoluissa sekä myös ne pystyvät aktivoimaan gamma/delta T-soluja tappamaan tuumorisoluja, mitkä seikat ovat tärkeitä uusia johtolankoja onkologian alalla.
Moreover, “lipophilic” bisphosphonates inhibit protein prenylation and invasiveness in tumor cells, in addition to activating γδ T-cells to kill tumor cells, and are important new leads in oncology.

KOLMANNEKSI kirjoittaja kuvaa St.c. aureuksen erään entsyymin rakenteellisfunktionaalisia inhibitiotutkimuksia, nimittäin head-to head-liitoksia tekevää triterpeeenisyntaasia CrtM ( dehydroskvaleenisyntaasia). CrtM katalysoi tämän bakteerin karotenoidirakenteisen virulenttitekijän stafyloxantiinin biosyhteesin ensimmäistä vaihetta, jossa kaksi FPP molekyyliä kondensoituvat syklopropaaniksi ( preskvaleenidifosfaatiksi). Stafylokokin CrtM entsyymi on samantapainen kuin ihmisen skvaleenisyntaasi (SQS) ja niinpä muutamat SQS-estäjät (joita on kehitelty alunperin kolesterolia alentaviksi lääkkeiksi) blokeeraavat stafyloxantiinin biosynteesin.
The structure of CrtM is similar to that of human squalene synthase (SQS), and some SQS inhibitors (originally developed as cholesterol-lowering drugs) block staphyloxanthin biosynthesis.
Jos nyt bakteeri on täten käsitelty, se on valkoinen ja nonvirulentti, koska siltä nyt puuttuu karotenoidinen kilpi, joka suojeli sitä valkosolujen neutrofiilien käyttämää asetta reaktiivisia happilajeja kohtaan ja täten stafylokokista tulee altiimpi kehon luonnollisen immuniteetin puhdistustoimenpiteille, mikä on uusi terapeuttinen lähestymistapa.
Treated bacteria are white and nonvirulent (because they lack the carotenoid shield that protects them from reactive oxygen species produced by neutrophils), rendering them susceptible to innate immune system clearance–a new therapeutic approach.

NELJÄNNEKSI amiodaronista. Kirjoittaja osoittaa sydänlääkkeen omaavan myös antifungaalia, sienen vastaista vaikutusta. Se blokeeraa ergosterolin biosynteesin oxidoskvaleenisyklaasientsyymin vaikutustasossa Trypanosoma cruzi parasiitissa. Ja niin on alettu käyttää tätä lääkettä uutena antiparasiittisena aineena.
And finally, I show that the heart drug amiodarone, also known to have antifungal activity, blocks ergosterol biosynthesis at the level of oxidosqualene cyclase in Trypanosoma cruzi, work that has led to its use in the clinic as a novel antiparasitic agent.

Jokainen esimerkki antaa tietoa (organometallikemiasta, luun resorptiolääkkeistä, kolesterolia laskevista aineista, sydäntaudin lääkkeestä) , josta käsin saa kehiteltyä lääkettä aivan edellistiä alueista riippumattomalla alueella. Tieteelliseen tietämykseen perustuva lähestymistapa on tärkeä edistys etsittäessä uusia lääkkeitä.

In each of these four examples, I use information from one area (organometallic chemistry, bone resorption drugs, cholesterol-lowering agents, heart disease) to develop drug leads in an unrelated area: a “knowledge-based” approach that represents an important advance in the search for new drugs.

Kertausta: STEROLIEN biosynteesin otsikoita

2011-02-01T13:42:00.001-08:00

Glossary of Biosynthesis of Sterols

Start Studying! Add Cards ↓



2 sources of cholesterol:: 1. Diet
2. De novo synthesis in all cells

4 predominant tissues of Sterol biosynthesis:: 1. Liver
2. Adrenal cortex
3. Intestine
4. Reproductive tissues

Main sites where cholesterol functions: (2): 1. Cell membrane component
2. CNS/brain myelinated structures

2 Direct Derivatives of Cholesterol: 1. Steroid hormones
2. Bile acids

8 Derivatives of Cholesterol INTERMEDIATES:: -Vitamens D/E/A/K
-Carotenoids
-Rubber
-Plant hormones
-Phytol chain of chlorophyll
-Dolichols
-Ubiquinone/Plastiquinone
-Isoprene

Plant hormones (2):: -Abscisic Acid
-Gibberellic acid

3 Most important derivatives of cholesterol to remember:: -Steroid hormones
-Bile acids
-Vitamin D

In what form is cholesterol in membranes?: Unesterified - FREE

What distinguishes free unesterified cholesterol from esterified?: An -OH instead of Acyl

What enzyme makes free cholesterol esterified?: ACAT - Acyl-CoA Cholesterol Acyl Transferase

What reaction does ACAT catalyze?: Incorporates Fatty AcylCoA into Cholesterol w/ subsequent release of CoASH.

When does ACAT work? Why?: When membranes have too much free cholesterol ACAT esterifies it for intracellular storage or lipoprotein transfer.

What is the function of cholesterol in membranes?: Regulates fluidity and lateral mobility of proteins in the lipid bilayer.

What is the storage form of cholesterol called?: Cholesteryl Ester

What type of molecule is cholesterol?: Amphipathic
Nonpolar = 4 hydrocarbon rings
Polar head = OH

How many carbons are in cholesterol?: 27

What allows cholesterol to circulate in the blood?: Apolipoproteins

What is the carbon source for cholesterol synthesis de novo?: Acetyl CoA

3 Sources of AcCoA:: 1. FA beta-oxidation (mitochon)
2. Ketogenic amino acid oxidation (leucine/isoleucine)
3. PDH reaction

PDH Cofactors:: -TPP
-Lipoamide
-FAD

Reaction of PDH:: Pyruvate -> AcCoA

What enzyme catalyzes the COMMITTED STEP of Cholesterol biosynthesis?: HMG-CoA Reductase

What are the 4 major stages of cholesterol biosynthesis?: 0. Acetate
1. Mevalonate
2. Activated Isoprenes
3. Squalene
4. Cholesterol

What happens in Cholesterol biosynthesis Stage 1? Enzymes?: AcCoA -> Mevalonate
-3 reactions
-Thiolase, HMG-CoA Synthase, HMG-CoA Reductase

What is important re: first 2 reactions in Mevalonate synth?: They are shared with Ketogenesis

What is different about Ketogenesis vs. Mevalonate?: Ketogenesis = mitochondria
Cholest Synth = Cytosol

Hence dif. pools of enzymes

What are the enzymes shared by Ketogenesis & Mevalonate synth?: -Thiolase
-HMG-CoA Synthase

In what tissue are the cytosolic and mitosolic pools found?: Liver Parenchymal cells

Why is Mevalonate synthesis so very important?: Its 3rd reaction is the Commitment step of cholesterol biosynthesis

Where do HMG-CoA reductase and subsequent reactions occur?: Probably in peroxisomes.

What occurs in the 1st reaction of Mevalonate synthesis? Enzyme?: 2 AcCoA condensation - releases one CoASH
-Via Thiolase

What is the product of Thiolase?: Acetoacetyl-CoA

What occurs in the 2nd reaction of Mevalonate synth? Enzyme?: Acetoacetyl-CoA is condensed with another AcCoA
-Via HMG-CoA synthase

What is the product of HMG-CoA Synthase?: HMG - b-hydroxy-b-methylgutaryl-CoA

What occurs in the 3rd reaction of Mevalonate synth? Enzyme?: CoASH released from far end of HMG-CoA; C=O reduced to CH2-OH; the protons donated by 2NADPH;
-Via HMG-CoA Reductase

Where is HMG-CoA reductase found, and how is it situated?: -Integral - in the cell membrane
-Active site on cytosolic side

Product of HMG-CoA reductase is:: Mevalonate

What does Mevalonate get converted to? How?: 5-Carbon Activated isoprenes by Decarboxylation

How many reactions and enzymes are needed for stage 2 of cholesterol biosynthesis?: 4 Reactions/3 enzymes

Enzymes in 5C Activated Isoprene synthesis:: 1. Mevalonate 5-phosphotransferase
2. Phosphomevalonate kinase
3. Pyrophosphomevalonate Decarboxylase

Key thing to remember about stage 2 of cholest. biosynth:: IT REQUIRES 3 total ATP

What happens in the 1st reaction of stage 2?: PO4 added to terminal carbon of Mevalonate - replaces the -OH created by HMGCoA reductase.

What happens in the 2nd reaction of stage 2?: Add another PO4 right onto the one added in reaction 1.

What happens in the 3rd reaction of stage 2?: Add another PO4 onto the beta carbon of pyrophosphomevalonate.

What enzymes catalyze reactions 1 and 2?: 1. Mevalnt 5-phosphotransferase
2. Phosphomevalonate kinase

What enzyme catalyzes reactions 3 and 4 of stage 2?: Pyrophosphomevalonate decarboxylase - same enzyme for both reactions.

What occurs in reaction 4 of stage 2?: Decarboxylation of carbon 1 and loss of PO4 from carbon 3

What results from decarboxylating 3-Phospho-5-pyrophosphomevalonate?: 2 isomers:
-d3-isopentenyl pyrophosphate -Dimethylallyl pyrophosphate

What happens in Stage 3 of cholesterol biosynthesis? (in broad terms): Condensation of 6 activated 5-C isoprene units to make Squalene

What substrate is used in stage 3?: 1 NADPH

So substrates for: -Stage 1 -Stage 2 -Stage 3: 1 = 2 NADPH
2 = 3 ATP
3 = 1 NADPH

How many steps are entailed in Stage 3 of cholesterol synth?: 3 steps: C5 -> C10 -> C15 -> C30

What enzymes are used in Stage 3?: -Prenyl transferase (Rxns 1/2)
-Squalene synthase (Rxn 3)

What terms describe the nature of the 3 condensation reactions?: Rxns 1/2 = head-to-tail

Rxn 3 = head-to-head

What are the intermediates in Squalene synthesis? How many Cs?: 1. Geranyl PPi (10 C)
2. Farnesyl PPi (15 C)

What is important about Farnesyl PPi?: Used in post-translational protein modification

Where does Farnesylation occur on proteins?: C-terminal Cysteine residue

What is unique about the final condensation of 2 Farnesyl PPi?: -Head-to-Head
-Requires NADPH

What enzyme catalyzes the final step of stage 3?: Squalene synthase

How many carbons are in squalene? How many in cholesterol?: Squalene = 30

Cholesterol = 27

What needs to happen to squalene to make cholesterol?: Cyclization to close rings

In Squalene-Cholest conversion: -How many reactions? -How many enzymes? -What substrates?: -13 reactions
-11 enzymes
-1 NADPH

How does Squalene cyclization get started?: By activating it to Squalene Epoxide

What enzyme makes Squalene 2,3-Epoxide?: Squalene monooxygenase

What does Squalene monooxygenase require?: 1 molecule of O2
1 NADPH

What enzyme cyclizes Squalene 2,3-Epoxide?: Oxidosqualene cyclase

What is the product of oxidosqualene cyclase action?: Lanosterol

What needs to happen to Lanosterol to make cholesterol? (3 things): -Demethylation of 3 Carbons
-Reduce a double bond
-Migrate another double bond

Substrates used in -Stage 1 (HMG-CoA reductase) -Stage 2 -Stage 3 (squalene synthase) -Stage 4 (squalene monoxygnase: -Stage 1: 2 NADPH
-Stage 2: 3 ATP
-Stage 3: 1 NADPH
-Stage 4: 1 NADPH

3 Inherited disorders of Cholesterol Biosynthesis:: 1. Chondrodysplasia punctata
2. Latherosterolosis
3. Smith-lemli-Opitz syndrome

What are the cholest biosynth inherited disorders associated with?: Developmental malformities

What is the problem in these disorders?: Low cholesterol levels - lack of Hedgehog morphogens b/c they are made by post-transl. attachment of cholesterol.

What is the main regulatory target in cholesterol biosynth?: HMG-CoA Reductase

3 levels of Regulating HMG-CoA reductase:: 1. Gene Transcription
2. Proteolysis
3. Phosphorylation

How is gene transcription of HMG-CoA reductase regulated?: By SREBPs
Sterol Regulatory Element Binding Proteins

Where are SREBPs normally located? When is this the case?: In the ER - when cholesterol is high (biosynthesis unnecessary)

What happens to SREBPs when serum cholesterol gets low?: SCAP (on ER membrane) senses low levels; it travels to Golgi w/ SREBP, then cleaves SREBP

What part of SREBP gets cleaved; where does it go?: N-terminus -> goes to the nucleus to bind the SRE for HMG-CoA reductase.

What is SRE?: Sterol Regulatory Element

Result of SREBP binding to SRE?: Activated transcription of HMG-CoA reductase hence increased cholesterol biosynth.

What causes proteolysis of HMG-CoA reducatase?: metabolites of cholesterol

What 2 things do Cholesterol metabolites inhibit? What do they ACTIVATE?: -HMGCoA reductase (proteolysis)
-Extracellular uptake from LDL via receptor mediated endocytos.
-Activates ACAT for esterifictn

Phosphorylated HMG-CoA is ____ Dephosphorylated HMG-CoA is ____: Phosph = inactive

Dephosph = active

What stimulates HMG-CoA phosphorylation/dephosphoryltn?: Glucagon -> phosphorylate

Insulin -> dephosphorylate

How does glucagon stimulate phosphorylation of HMG-CoA red?: Via AMP-activated protein kinase

How does insulin stimulate dephosphorylation of HMG-CoA rd?: Via HMG-CoA Reductase Phosphatase

What are Statins?: Competitive Inhibitors of HMG-CoA reductase

What are the 4 Statins?: -Compactin
-Simvastatin (Zocor)
-Pravastatin (Pravachol)
-Lovastatin (Mevacor)

What are Statins used for?: To treat familial hypercholesterolemia

What pleiotropic effect is exhibited by statins?: Improved endothelial function via increased ENOS activity -
is how Viagra was discovered.

End product of cholesterol is:: Bile acids

Where are bile acids made? From what?: In liver from cholic acid

What is cholic acid?: Derivative of Cholesterol that is more soluble - 24 Carbons and 3 OH

What is the function of bile acids?: To emulsify fats in prep for pancreatic lipase

What happens to bile acids after release from gallbladder to intestine?: Reabsorbed - synthesis is not enough to meet physiolog demands.

Tavallinen influenssarokote ja Pandemrix verrattuna

2011-02-01T13:37:00.000-08:00

http://www.skane.se/Public/Skaneportalen-extern/Halsaovard/Aktuellt/Dokument/Fakta%20om%20vaccin%20och%20Pandemrix.pdf

Narkolepsiaa Pandemrixin adjuvantista

2011-02-01T13:30:00.000-08:00

DN.se kirjoittaa tänään 1 helmikuuta 2011:

http://www.dn.se/nyheter/vetenskap/vaccinering-kan-ge-narkolepsi

Vaccinet har stoppats i Finland medan den svenska Socialstyrelsen avvaktar med sitt beslut.

– Man måste se den här studien som en del av en stor utredning som nu genomförs i Europa, säger Anders Tegnell, avdelningschef på Socialstyrelsen, till TT.

Den finländska studien visar på en nio gånger förhöjd risk att få narkolepsi för barn som vaccinerats med Pandemrix-vaccinet.

Nästan alla som vaccinerats i Sverige den här vintern har fått en annan typ av vaccin, ett vanligt säsongsinfluensavaccin som också ger skydd mot svininfluensa.

I Sverige har Läkemedelsverket fått in 60 rapporter om narkolepsifall från sjukvården där man misstänker att det finns ett samband med vaccinationen. Läkemedelsförsäkringen har tagit emot 19 anmälningar med krav om ersättning till barn och unga som drabbats av den obotliga sjukdomen. Ännu har inga pengar betalats ut eftersom utredningar om sambandet fortfarande pågår i hela EU.

Massvaccinationen i Sverige förra vintern räddade med stor säkerhet ett antal liv och gjorde så att många slapp undan svåra sviter efter svininfluensa. Hur många får vi aldrig veta. Framför allt visade sig vaccinets skyddseffekt bra hos små barn.

Men som det verkar kan också ett stort antal barn i Sverige och Finland ha drabbats av livslångt lidande på grund av vaccinationerna.

– Det finns två vågskålar och i den ena ligger detta mycket tråkiga och i den andra ligger de positiva effekter vaccinet har haft. Det är oerhört svårt att värdera om det var rätt eller fel, säger statsepidemiolog Annika Linde vid Smittskyddsinstitutet.

– Det är så oerhört trist att detta hände och det finns ingen som på ett bra sätt kan gottgöra de barn och familjer som har drabbats av det här. Vi måste naturligtvis ha det i åtanke i framtida planering. Men beslutet att köpa vaccin var definitivt ett beslut som jag tror att vi skulle göra om, säger hon.

Totalt har cirka 31 miljoner människor vaccinerats med Pandemrix mot svininfluensa i Europa.

Det märkliga är att endast barn i Sverige, Finland och Island verkar ha drabbats av narkolepsi efteråt. Orsaken till detta är än så länge ett mysterium men en tänkbar förklaring skulle kunna vara att barnen haft en pågående influensainfektion vid vaccinationstillfället. Genetiska faktorer kan också ha bidragit till sjukdomsförloppet.

BBC kolesterolista

2011-02-01T13:23:00.000-08:00

1 February 2011 Last updated at 11:57 GMT ( Suomennan myöhemmin...)

World 'failing to treat high cholesterol' By Michelle Roberts Health reporter, BBC News
Related Stories

Most people around the globe with high cholesterol are not getting the treatment they need, claims the largest ever study of 147m people.

High levels of the blood fat are linked with cardiovascular disease, the world's biggest killer, which takes 17m lives a year.

The report in the Bulletin of the World Health Organization says too few people are put on cholesterol-lowering drugs.

The data, spanning a decade, is from England, Scotland and six more nations.

Between 1998 and 2007 information on cholesterol levels and prescribing patterns were gathered for England, Germany, Japan, Jordan, Mexico, Scotland, Thailand and the US.

“Start Quote

Effective medication coverage for control of high cholesterol remains disappointingly low”

End Quote Dr Gregor Roth Co-author of the WHO report

The analysis found many at-risk people in middle-income and western countries alike are not on cheap and widely available statin drugs that would substantially cut their risk of heart attack and stroke.

The report authors, which included Dr Gregory Roth from the Institute for Health Metrics and Evaluation in the US, say: "These findings support the growing recognition that cardiovascular diseases are not merely 'diseases of affluence' and that some middle-income countries are beginning to face a double burden of both chronic and communicable diseases."

Global issue

For example, in Thailand 78% of adults surveyed, who were found to have high cholesterol, had not been diagnosed, while in Japan, 53% of adults were diagnosed but remained untreated.

Although England fared slightly better, in 2006, when its snap-shot was undertaken, over two-thirds of people remained undiagnosed and around a fifth were diagnosed but untreated.

Mexico did the best, diagnosing and treating nearly 60% of cases.

Experts stress that things may have moved on since the data was gathered.

For example, England last year announced a mass programme where every person aged 40 to 74 would be offered a cholesterol check by the GP in a bid to reach those that had previously been missed.

But certainly there is still more progress that could be made on a global scale, says Dr Roth.

He said: "Cholesterol-lowering medication is widely available, highly effective and can play an essential role in reducing cardiovascular disease around the world.

"Despite these facts, effective medication coverage for control of high cholesterol remains disappointingly low."

Not all patients with high cholesterol will need drug treatment. Lifestyle measures like taking regular physical activity and eating a healthy diet, as well as giving up smoking, can help prevent heart disease and stroke.

Fenofibraatista viitteitä

2010-12-18T01:32:00.001-08:00

http://en.wikipedia.org/wiki/Fenofibrate

Erpo Pakkala kertoo fenofibraatin tehosta T2 diabeteksessa

2010-12-18T01:22:00.000-08:00

Fenofibraatti pienentää sydäntautivaaraa
file:///C:/Documents%20and%20Settings/nooc/Desktop/Mina%20bilder/doc.te.htm

[Erpo Pakkala 16.11.2005, 13:08]

Rasva-arvoja alentava lääke fenofibraatti vähentää sydänkohtauksia ja sepelvaltimoiden hoitotoimenpiteiden tarvetta, todetaan suuressa tyypin 2 diabeetikoilla tehdyssä sydänsairauksien ehkäisytutkimuksessa.

Lääkehoidon teho nähtiin selvimmin niillä henkilöillä, joilla ei ollut aikaisempaa sydänsairautta. Fenofibraatti vähensi tässä ryhmässä sydän- ja verisuonisairauksien vaaraa 19 prosentilla.

Fenofibraatti vähensi myös diabetekseen liittyviä munuais- ja silmänpohjamuutoksia pienentämällä muun muassa virtsan albumiinieritystä.Myös silmänpohjien laserhoitojen tarve väheni 30 prosenttia.

Fenofibraattihoito vähensi sydän- ja verisuonisairauksien vaaraa 11 prosentilla. Tuloksen selitti pääasiassa ei-fataalien sydäninfarktien vähentyminen 24 prosentilla sekä sepelvaltimoiden pallolaajennushoidon ja ohitusleikkauksien vähentyminen 21 prosentilla.

Tutkimuksessa oli mahdollista aloittaa muukin rasva-arvoja alentava lipidilääke, pääasiassa statiinilääkitys. Statiinihoito aloitettiin useammin lumelääkeryhmässä (17 %) kuin fenofibraattiryhmässä (8 %). Tämä on saattanut vähentää fenofibraattihoidon todellista vaikuttavuutta.

Fenofibraatti oli hyvin siedetty lääke yksinään ja yhdistelmähoidossa statiinien kanssa. Tutkittavista noin 81 prosenttia pysyi lääkehoidossa viiden vuoden seurannan ajan molemmissa hoitoryhmissä.

Tutkimus tehtiin Australiassa, Uudessa-Seelannissa ja Suomessa. Tutkimukseen osallistui lähes 10 000 potilasta 63 keskuksesta. Seuranta-aika oli viisi vuotta.

Tutkittavista 78 prosentilla ei ollut aikaisempaa sydän- ja verisuonisairautta. Muilla tutkittavilla oli vähintään yksi sydän- ja verisuonisairauksien ilmentymä.

FIELD-tutkimuksen (the Fenofibrate Intervention and Event Lowering in Diabetes) tulokset esitettiin 14.11.2005 Dallasissa Yhdysvaltojen sydänyhdistyksen (AHA) kokouksessa ja julkaistiin samanaikaisesti Lancetissa.

Kolesteroliesteriä siirtävä proteiini ja demenssi

2010-02-14T12:05:00.000-08:00

LÄHDE: RUOTSIN LÄÄKÄRILEHTI
2010-02-11 nummer 7

NYA RÖN Uutta alalta

Lipideihin vaikuttava proteiini ja demenssin riski
Lipidpåverkande protein och risk för demens

KIRJOITTAJA: Anders Hansen läkare, frilansjournalist

Proteiini CETP vaikuttaa kolesteroliesterien siirtämiseen HDL:stä LDL:lle. Tietyt geenivariantit on yhdistetty vähentyneeseen kardiovaskulaarisen riskiin.
Proteinet CETP (cholesterol ester transfer protein) påverkar överföringen av kolesterolestrar från HDL till LDL. Vissa varianter av genen har kopplats till minskad kardiovaskulär risk.

Nyt eräs amerikkalainen tutkimus joka on ollut JAMA:ssa, kertoo geenin pistemutaation liittyvän vähentyneeseen demenssin riskiin. Tutkimukseen on osallistunut 523 miestä ja naista , jotka ovat yli 70 vuotiaita ja kuuluivat ns Einsteinin vanhenemistutkimukseen. Henkilöitä seurattiin vuotuisin kontrollein, joissa katsottiin neurologiset ja kognitiiviset parametrit noin neljältä vuodelta.
Nu visar en amerikansk studie presenterad i JAMA att en punktmutation i genen kan kopplas till minskad risk för demens. Studien omfattar 523 män och kvinnor över 70 års ålder som ingick i den s k Einstein aging study. Dessa följdes med löpande årliga kontroller avseende neurologiska och kognitiva funktioner under i genomsnitt drygt fyra år.

Kyseinen pistemutaatio oli lokalisoituneena CETP kodoniin 405 ja johti isoleusiinin (I) vaihtumiseen valiiniksi(V) . Noin puolet osallistujista( 43,5%) kantoivat tällaista varianttia. Heitä ei kohdannut demenssi siinä mitassa kuin niitä, joilla oli geenissään aktuellissa paikassa isoleusiinin(I) kodonit.
Den aktuella punktmutationen, lokaliserad vid CETP kodon 405, resulterar i att aminosyran isoleucin byts ut mot valin. Närmare hälften av deltagarna (43,5 procent) visade sig bära på denna variant. Dessa individer drabbades inte av demens i samma utsträckning som individer som bar på den variant av genen med aminosyran isoleucin vid den aktuella lokalisationen.

Valiiniryhmän demenssin riski oli 72% matalampi kuin isoleusiiniryhmän. Jos katsottiin spesifisti alzheimerin taudin suhteen, niin riski oli 69% vähäisempi valiiniryhmässä.
Risken för demens i valingruppen var 72 procent lägre (hazard-kvot, HR, 0,28; 95 procents konfidensintervall, CI, 0,10–0,85) än i isoleucingruppen. Tittar man specifikt på alzheimer noterades att risken var 69 procent lägre i valingruppen (HR 0,31; 95 procents CI 0,10–0,95) än i isoleucingruppen.

Sen ohella, että demenssin riski oli vähempi valiiniryhmässä, niin heillä myös muistin huononema tapahtui hitaampaa tahtia.
Vid sidan av att risken att drabbas av demens var lägre noterades också att minnesnedsättningen hos de individer som inte drabbades av demens gick långsammare bland individerna som hade valin som aminosyra på den aktuella lokalisationen.

Mekanimsin taustalla oleva yhteys ei ole tunnistettu, mutta aiemmin on myös APOE-geenillä CETP geenin tavoin ollut keskeistä osaa lipidiaineenvaihdunnassa ja yhteyttä demenssin riskiin.
Mekanismen bakom sambandet är inte känd, men tidigare har även APOE-genen som, i likhet med CETP spelar en central roll vad gäller lipidmetabolism, kopplats till påverkan på risk för demens.

Tämä alue saattaa tulla kliinisesti relevantiksi, kun kehitetään hyperlipidemiaa vastaan lääke , joka estää CETP. Sellainen valmiste on kuitenkin kysenalainen, sillä eräs alan lääkekandidaatti tässä ryhmässä on näyttänyt lisäävän mortaliteettia eräässä kliinisessä tutkimuksiessa.
Området kan komma att bli kliniskt relevant då läkemedel som inhiberar CETP utvecklas mot hyperlipidemi. Preparaten är dock omdiskuterade då en läkemedelskandidat inom gruppen visats öka mortaliteten i en klinisk studie.

Ruotsalaisen srtikkelin VIITE: Sanders A. JAMA. 2010;303(2):150-8.
http://img.medscape.com/fullsize/migrated/459/752/bjdvd459752.fig1.gif

Isoprenylaation tärkeys. GAP vaje ja RAS hyperaktivaatio

2009-11-20T13:31:00.000-08:00

Perjantai 20. marraskuuta 2009 silmäilin uutta väitöskirjaa:
Löysin kirjastosta uuden väitöskirjan isoprenylaation tärkeydestä.
Siinä kerrottiin myös onkogenin K-RAS indusoimasta syövästä ja GAPs( inhibiittorin) Nft-vajeesta.

LÄHDE:
Sjögren Anna-Karin. The importance of isoprenylation and Nft Deficiency in K-Ras-induced
ISBN 978-91-628-7915-0 Göteborg 2009.

ABSTRAKTIN suomennosta:

RAS ja RHO proteiiniperheet ottavat osaa tuumorien muodostumisiin ja metastasoitumisiin ja ne kuuluvat ns. CAAX-proteiineihin. Näiden CAAX-proteiinien kohdistuminen solukalvoon ja niiden kunnollinen funktio riippuu posttranslatorisesta isoprenylaatiosta FTaasi- tai GGTaasi-1 entsyymeillä

FTaasi= farnesyylitransferaasi.
GGTaasi -1 = geranyl-geranyyli-transferaasi-1.

On kehitetty FTaasi-estäjiä (FTI) , inhibiittoreita (ja GGTRaasi-1 inhibiittoreita tarkoituksella blokeerata RAS-tekijöitten indusoiman syövän muodostus, mutta niiden hyödyllisyys on vaikea arvioida, koska kohdevaikutukset puuttuvat: lääkeresistenssi ja toksisuus.
Tämän työn yksi tarkoitus oli käyttää geneettisiä strategioita koe-eläimessä ja määrittää CAAX-proteiinin isoprenylaation fysiologinen tärkeys ja arvioida FTaasi ja GGTaasi-1 entsyymit mahdollisina anti-syöpälääkkeen kohteena.

Onkogeeninen mutaatio RAS:issa on tavallista syövässä ja johtaa RAS-signaloinnin hyperaktiivisuuteen.
Kuitenkaan RAS-mutaatio yksinään ei riitä ihmisen syövän kehittymiseen. Pikemminkin syöpä saa alkunsa useitten mutaatiotapahtumien keskeisten ko-operaatioitten seuraamuksena.

Eräs RAS-inaktivaattoriproteiini on NF1, tuumorisuppressorigeeni neurofibromatoosi tyyppi 1. Niinpä NF1 puute myös johtaa hyperaktiiviseen RAS-signalointiin, mitä muutamissa syöpätyypeissä esiintyy.

Mutta NF1 voi olla muissakin teissä operoimassa. Ei olla selvillä siitä, jos NF1 vaje on epäolennainen , tarpeeton, RAS-indusoidussa syövän kehittymisessä tai jos kaksi mutaatiota ko-operoi. Väitöstyön toinen tarkoitus oli määrittää NF1-vajeen merkitys K-RAS-indusoidun syövän kehittymisessä hiirillä.

Työssä käytettiin geenikohdennustekniikkaa hiirissä, jolloin samanaikaisesti aktivoitiin onkogeeninen K-RAS alleeli, jolloin indusoitui keuhkosyöpää tai myeloista leukemiaa,
ja inaktivoitiin entsyymejä FTaasia ja GGTaasia-1 koodaavat geenit.

Kun inaktivoitiin se geeni, joka koodasi entsyymin GGTaasi-1 beeta-alayksikköä, eliminoitui entsyymiaktiivisuus, proliferoituminen blokeerautui ja motiliteetti väheni fibroblasteista.
Edelleen tämän entsyymin GGTaasi-1 inaktivaatio vähensi tuumorin muodostumista ja lisäsi hiirten elossapysymistä K-RAS-indusoimassa keuhkosyövässä.
Lopuksi havaittiin, että useat solutyypit, myös keuhkon tuumorisolut ja makrofagit jäivät elinkykyisiksi GGTaasi-1 entsyymin puutteessa.

Sitten kun inaktivoitiin FTaasi entsyymin beeta-alayksikköä koodaava geeni, eliminoitui farnesylaatio HDJ2 ja H-RAS proteiineista, H-RAS kohdistuminen plasmakalvoon estyi ja fibroblastien proliferoituminen blokeerautui.
FTaasin inaktivaatio vähensi tuumorin muodostumista ja lisäsi hiirien elossapysymistä K-RAS-indusoiduissa syövissä samaan määrään asti kuin GGTaasi-1 inaktivoitumisessakin.

Kun samanaikaisesti inaktivoitiin sekä FTaasi että GGTaasi-1, väheni keuhkotuumorit huomattavasti ja elossapysyminen parani.

Näistä tiedoista voidaan päätellä, että FTaasin ja GGTaasi-1:n estäminen voisi olla hyödyllistä K-RAS indusoitujen syöpien hoidossa.

Hiirissä seuraa myeloproliferatiivisia häiriöitä (MPD), jos ilmenee onkogeeniä K-RAS tai Nf1 inaktivoituu hematopoieettisissa soluissa. Nämä MPD:t eivät progredioidu akuutiksi myeloiseksi leukemiaksi (AML). Mutta jos samaan aikaan inaktivoituu Nf1 ja aktivoituu onkogeeninen K-RAS hematopoieettisissa soluissa, indusoituu hiirissä AML, akuutti myeloinen leukemia. AML-hiirissä ei ollut aktiivin RAS pitoisuudet lisääntyneet, joten tästä heräsi ajatus mahdollisesta Nf1 puutteesta, joka voisi osaltaan vaikuttaa akuuttia myeloista leukemiaa non-RAS- teitse.

Tämä tulos viittaa vahvaan ko-operaatioon Nf1 puutteen ja onkogeenin K-RAS kesken ja tuo uutta valoa RAS-indusoidun leukemian kehittymisen mekanismiin.

....

VÄITÖSKIRJAN TAUSTATEKSTISSÄ kuvattiin normaalia isoprenylaatiota, sen entsyymejä ja aineenvaihdunnallisia ratoja.

ISOPRENOIDIEN SYNTEESITIE (kertausta)

Tämä tie kuuluu osana kolesterolin synteesikarttaan, missä lähtöaine on aktivoitu etikkahappo (AcetylCoA), josta ensin tulee mevalonaattia. Tässä vaiheessa estäjälääke on statiini nimeltään.

Mutta mevalonaatista eteenpäin vaikuttaa farnesyyli difosfaatti syntaasi (FPP-syntaasi), joka samalla dekarboksyloi, kun muodostuu isopentenyyli-PP (IPP)(5C)
Samalla entsyymillä edelleen muodostuu geranyyli-PP(10C). Molekyyli kasvaa edelleen farnesyyli-PP:ksi (15C) , FPP.

Tästä eteenpäin voi muodostua skvaleenisyntetaasilla skvaleenia, jossa on 30C tai geranyyligeranyylidifosfataasisyntetaasilla GG-PP (20C).

Skvaleenitie jatkaa kohti kolesterolin muodostamista. Kolesterolia on kaikissa solukalvoissa rakenneosana.

Mutta keho käyttää FPP ja GG-PP molekyylejä tekemään eräisiin proteiineihin isoprenylaatioita. Isoprenylaatiolla proteiinit saavat itselleen kuljetuksen solukalvoon tai solunsisäisiin rakennelmiin, siis tarkan osoitteen.

ISOPRENYLAATIOTA VAATIVAT PROTEIINIT

Eräät ns. CAAX-proteiinit vaativat tällaisen posttranslationaalisen käsittelyn, jossa tapahtuu isoprenylaatio C (cysteiini) molekyyliin, sitten endoproteolyysi, jossa aminohapot -AAX pilkotaan irti, ja sitten metylaatio, jossa CH3- metyyli liitetään cysteiiniin.

Osa CAAX-proteiineista ottaa isoprenyylirakenteeksi farnesyylin ja osa ottaa geranylgeranyylin riippuen X aminohaposta.
Farnesyyliliitos tapahtuu, jos X = seriini, metioniini tai glutamaatti.
Geranylgeranylliitos tapahtuu , jos X = leuriini tai fenylalaniini.

Nämä kolme posttranslationaalista modifikaatiota muuttavat molekyylin hydrofobiseksi ja niin se saa "osoitelapun", kuljetuksen subsellulaarisiin kohteisiinsa.
Isoprenylaatiot tekee FTaasi ja GGTaasi-1- entsyymit.
Endoproteolyysin tekee RCE1, RAS converting enzyme.
Metylaation tekee ICMT, isoprenyl-cysteine –carboxyl-methyltransferase.

Siis isoprenylaatiossa kovalentti F( farnesyl) tai GG( geranylgeranyl) isopreenilipidi liittyy CAAX proteiinin cysteiinitähteeseen.

FNTA on se geeni, joka koodaa FTaasi-entsyymin ja GGTaasi-1 entsyymin alfa-alayksikköä.
FNTB koodaa FTaasi-entsyymin beeta –alayksikköä .
PGGT1B on geeni, joka koodaa GGTaasi-1 entsyymin beeta-alayksikköä.
FNTB ja PGGT1B ovat 25%:lta vain identtisiä keskenään.
Beeta-alayksikkö määrää substraattispesifisyyden.
FTaasi ja GGTaasi ovat sinkkimetalloentsyymeitä (Zn++). FTaasi tarvitsee lisäksi magnesiumia Mg++, jotta katalyyttinen tehtävä onnistuu täydellä aktiivisuudella.

CAAX on proteiinin tunnistusmotiivi:

FTaasi tunnistaa siinä X aminohappoja alaniini, glutamiini, seriini, metioniini tai fenylalaniini.
GGTaasi tunnistaa useimmiten leusiinia, myös fenylalaniinia ja joskus metioniinia.

FTaasin selektiiviset proteiinisubstraatit ovat: RAS, tuman laminiini, transduciini gamma-alayksikkö, rhodopsiinikinaasi, centromeeriproteiinit.

GGTaasin selektiiviset substraatit ovat: RHOA, RHOC, RAC, RAP, heterotrimeeri G-proteiini gamma alayksikkö.

On olemassa kolme RAS-onkogeeniä. H-RAS, , N-RAS ja K-RAS.

H-RAS varsinkin vaatii farnesylaation. Jos on farnesylaation inhibitio(FTI), tapahtuu solusyklin jarruttumsita. Tällä on tehoa joissain tuumoreissa. Mutatoitunut RAS-aktivaatio osaltaan vaikuttaa tuumoreita, progredioimista ja metastaaseja.

NORMAALISOLUSSA ON HYVIN TIUKKA RAS-SIGNALOINTI.

RAS toimii molekulaarisena vaihteena, joka muuttaa solun ulkoisen ( extrasellulaarisen) signaalin solun vasteeksi. Signaali voi olla esim kasvutekijä, ja vaste on tällöin solun kasvua. Signaali voi olla myös sytokiinejä. Soluvasteet ovat proliferaatiota, differentiaatiota ja solun elossapsymistä.
Kun signaali on otettu vastaan , adaptoriteitse ( GRB2, SHC), rekrytoituu GEFs, jotka stimuloivat nukleotidimuutoksen RAS-proteiinissa, joka aktivoituu ja GTP-RAS-määrä lisääntyy.
Mutta on myös inhibiittoreita GAP ( ainakin kuusi erilaista), jotka heti inaktivoivat RAS-proteiinia stimuluksen päästyä siihen. Eräitä GAP proteiineja on p120GAP ja NF1.

RAS-GTP on interaktiossa useisiin effektoriproteiiniperheisiin.

(1) Näistä ensiksi opittiin tuntemaan RAS-RAF-MEK-ERK-signalointitie. Aktiivi ERK stimuloi transkriptiotekijöitä, jotka voivat aktivoida solusykliä säätävien proteiinien ( kuten sykliiniD) ilmenemisen. Siitä aiheutuu solusyklin progressio.

(2) RAS-PI3K-PDK1-AKT . Tämä enstyymi PI3K johtaa sekundäärivälittäjäaineen PIP3 muodostumiseen ja se taas aktivoi kinaasin PDK1 ja AKT. AKT taas edistää solun elossapysymistä fosforyloimalla ja siten inaktivoimalla useita proaptoottisia proteiineja ( kuten BAD).

(3) RAS-PI3K-RAC (RHO-perheen GTP-aasi). Tästä tiestä säätyy aktiinisytoskeleton ja NF-kB välitteinen transkriptio.

(4) RAS-TIAM1-RAC

(5) RAS- RAL-GEF (RAL-GDS). Tämä on eräs toinen RAS-perhe, joka stimuloi RAL, joka aktivoi PLD entsyymin. Arvellaan, että RAL-GDS tie osallistuu Forkhead-transkriptiotekijöitten estämiseen, jolloin edisty solusyklin progressio ja solun elossapysyminen. Rakkuloitten kuljetus vaikuttuu.

(6) RAS-PLC. PLC aktivaatio johtaa entsyymin PKC ( proteiinikinaasi C) aktivaatioon. Tässä on myös kalsiumsignalointia.

RAS-signalointijärjestelmässä on ainakin kaksi mutaatiokohtaa. Toinen koskee RAS-aktivaatiota ja toinen GAP-inhibitiota. Mutaatiot niissä johtavat RAS hyperaktivaatioon.

Inhibiittorikehittely

On kehitelty FTI ja GGTI lääkeaineita, farnesyylitransferaasin inhibiittoreita geranylgeranyltransferaasin inhibiittoreita etsittäessä syövänvastaisia lääkeaineita. Tästä asiasta on paljon tekstiä tässä väitöskirjassa.

Statiinin osuus isoprenylaatioissa on molempien , farnesylaation ja geranylgeranylaation epäspesifistä estämistä varhaisvaiheessa tarkoituksella vähentää kolesterolin muodostumista, mutta on havaittu muitakin vaikutuksia.

IPP-lipidien synteesin määrän aleneminen
(1) vähentää kolesterolin synteesiä
(2) vähentää GGPP synteesiä ja kalvoon kohdistumista
ja(3) aiheuttaa apoptoosia tuumorisoluissa.

SKVALEENI adjuvanttina

2009-11-15T06:34:00.001-08:00

AS03 adjuvantti, joka sisältyy Pandemrix rokotteeseen, stimuloi immuunivasteen kehittymistä

Ruotsissa (ja Suomessa) käytössä oleva uusi rokote Pandemrix sisältää lisukkeen adjuvantin AS03, joka on immunostimuloiva vaikutukseltaan AS03 sisältää skvaleenia, DL-alfa-tokoferolia ja polysorbaattia”80”. Tarvitaan tällaista adjuvanttia, jotta kehkeytyisi tarpeeksi immuunivastetta rokotevirukselle, koska se on aivan uusi ihmisen immuunijärjestelmälle ja rokoteen influenssa-antigeenimäärä on vähäinen. Ne kliiniset kokeet, mitä tällä adjuvantilla (lisukkeella AS03 ) on tehty ja eräällä toisella adjuvantilla, eivät ole osoittaneet vakavia riskejä , kertoo Läkemedelsverket

(1) Rokotteen tarkoitus on indusoida (saada aikaan) immuunivaste rokotteeseen kuuluvia komponentteja kohtaan. Komponentit voivat olla viruksesta tai bakteerista käsin ja tarkoitus on suojautua tulevaisuudessa sen saman tekijän aiheuttamaa infektiota vastaan.

(2) Jotta voitaisiin saada aikaan riittävän vahva immuunivaste, aina ei ole riittävää käyttää vain virusperäisiä osia tai bakteerin osia, vaan joudutaan lisäämään immuunijärjestelmää stimuloivia tekijöitä ja niitä sanotaan adjuvantiksi.

(3) Kauan on ollut epäselvää, miten adjuvantti oikein toimii.

(4)Nykyään tiedetään, että immuunivaste virus tai bakteeritulehduksessa

(5) Ne solut, jotka vastaavat spesifisellä immuunivasteella ja vasta-aineentuotolla (T- ja B-imusolut), vaativat aktivoituakseen apua muilta immuunisoluilta kuten makrofageilta, dendriittisoluilta ym.

(6) Ne solut taas aktivoituvat siten, että ne tunnistavat joitain erikoisia rakenteita joko bakteerien pinnalta sen jälkeen, kun jokin elävä virus on infektoinut solua tai kudoksesta, jos kudosta on vaurioitunut

(7) Sellaisessa rokotteessa, jossa on vain joitain tarkoin valittuja osasia viruksesta tai bakteerista hiven tarjolla, tapahtuu tuota aktivointia vain hyvin mitättömässä skaalassa.

(8) Mutta kun lisätään jotain adjuvanttia, seuraa tilanne, joka muistuttaa infektion normaalia kulkua ja silloin voidaan saada aikaan voimakkaampi immuunivaste .

(9) Samalla voitaneen tässä yhteydessä mainita, että rokotteet ovat nykyään paljon puhtaampia kuin entisaikaan.

(10) Entisiin rokotteisiin sisältyi merkitsevästi enemmän virus- ja bakteeriperäisiä epäpuhtauksia, joten sellaiset samalla saattoivat toimia adjuvanttina.

(11) Kausiluontoisia influenssoja vastaan rokotettaessa saadaan useasti riittävä vaste ilman adjuvanttia. Se johtunee siitä, että useimmat ovat jo aiemmin altistuneet kausiluontoista influenssaa muistuttavalle infektiolle. Silloin on jo eräänlainen immunologinen muisti kehossa ja silloin immuunijärjestelmän on helpompi vastata uuden influenssakannan haasteeseen. Mutta pandemiassa keholla ei ole sellaista muistia olemassa, vaan virus koetaan immuunijärjestelmässä aivan uutena. Sen takia immuunivaste tulee olemaan paljon heikompi adjuvanssin puuttuessa.

(12) Lisäsyy, miksi adjuvanttia tarvitaan on se, että on aivan liian vähän resursseja tuottaa influenssa-antigeenia, niin että sitä riittäisi tarpeeksi moneen rokotteeseen. Pandemianvastaisesta rokotteesta on globaali –maapallon laajuinen tarve. Jotta saadaan tuotettua riittävästi rokotetta on arvioitu siten, että varsinaista influessa-antigeeniä asetetaan mahdollisimman vähän yhteen rokotteeseen. Kausiluontoisen influenssan vastaiseen rokotteesen asetetaan yleensä yhteesä 45 ug (mikrogrammaa) influenssa-antigeeniä. Niitä tulee silloin kolmesta viruskannasta, jokaisesta 15 ug. Mutta Pandemrix sisältää vain 3,75 ug influenssa-antigeeniä. Niissä tutkimuksissa, joita on tehty kehiteltäessä Pandemrixrokotetta, on käytetty erästä prototyyppiä, joka on H5N1 viruksesta ( lintuinfluenssaviruksesta). Näissä tutkimuksissa on osoittautunut selvästi, että adjuvantin lisää tarvitaan, jotta saadaan riittävän voimakas immuunivaste ja hyvä suojavaikutus kahden rokoteannoksen jälkeen.

(13) Adjuvantista yleensä on laaja kliininen kokemus. Eräs adjuvantti mitä laajalti käytetään, on alumiinihydroksidi. Sen on monissa rokoteissa osoitettu vaikuttavan vahvaa vasta-ainevastetta ja hyvää suojavaikutusta. Muyta se ei ole osoittautunut olevan niin hyvä teholtaan influenssarokotteita kehiteltäessä.

(14) On olemassa muitakin adjuvanttijärjestelmiä, joita on tutkittu prekliinisesti ja kliinisesti. Jo 1940-luvulla osoitettiin, että öljyn ja veden emulsiot toimivat vahvoina adjuvantteina. Alunperin kokeiltiin kehossa hajaantumatonta mineraaliöljyä. Mutta siitä näytti tulevan voimakas paikallinen tulehdus, joka oli kivulias eikä aina edes parantunut. Kun sitten vähennettiin emulsiossa olevan öljyn määrää ja kun alettiin käyttää sellaista öljyä, joka pilkkoutui kehossa, SKVALEENIA, niin on kehitetty adjuvantteja, josta tulee vähempia paikallisia sivuvaikutuksia.

(15) SKVALEENI on hiiliketju, jossa on 30 hiiliatomia ja 50 vetyatomia. Skvaleenia on normaalisti ihmiskehossa, ja se on aineenvaihdunnallinen välituote kolesterolimolekyylin synteesissä. Tavallisin lähde skvaleenille on hain maksan öljy.

(16) Ei tiedetä, millä tavalla skvaleeni tai muut öljyt vaikuttavat immuunivasteen vahvistamiseen. Arvellaan, että öljy vaikuytaa injektiokohdan immuunisoluja ärsyttävällä tavalla. Tämä ärsytys johtaa lievään inflammaatioon, mikä puolestaan vahvistaa immuunivastetta niitä antigeenejä vastaan, mitkä sisältyvät rokotteeseen.

(17) Skvaleeni ja Persian lahden sodan oireyhtymä. Skvalen och Gulf War Syndrome
Vuonna 2000 julkaistiin artikkeli, jossa osoittautui olevan yhteyttä skvaleenivasta-aineisiin ja Persian lahden sodan oireyhtymään, mikä tautitila kohtasi useita amerikkalaisia, jotka olivat olleet mukana Irakin sodassa 1990-1992. Myöhemmässä tutkimuksessa esitettiin tietoja, jotka osoittivat vasta-aineiden ehkä olevan peräisin pernaruttobakteeria ( Anthrax) vastaan kehitetystä rokotteesta, sen skvaleenista. Mutta sitten myöhemmän tutkimukset kumosivat nämä tiedot ja sanottiin, että anthraxin vastaiseen rokotteesen ei oltu lisätty adjuvantiksi skvaleenia ollenkaan. Toisissa tutkimuksissa on osoitettu, että jos rokotettiin yksilöitä influenssaa vastaan sellaisella adjuvantilla kuin MF59, joka sisältää skvaleenia, rokottaminen sinänsä ei lisännyt skvaleeninvastaisia antibodeja. Sitten samainen tutkimus osoitti myös, että monilla ihmisillä, joita koskaan ei oltu immunisoitu skvaleenia sisältävillä rokoteilla, myöskin osoittautui ilmenevän matalia pitoisuuksia skvaleenin vasta-aineita. Ja sitten tuli jälleen tutkimus, joka osoitti että Persianlahden sodan oireyhtymällä ja skvaleenivasta-aineilla ei ollut mitään yhteistä nimittäjää.

(18) Myös WHO on selvittänyt skvaleenin ja Persianlahden sodan oireyhtymän välistä korrelaatiota: WHO:n johtopäätös rokotteitten skvaleenista on seuraava. Pelot rokotteiden skvaleenin aiheuttamista patologisista anti-skvaleeni-vasta-aineista ovat perusteettomia.

WHO kuitenkin mainitsi, että kokemukset skvaleenia sisältävistä rokoteista perustuvat ainoastaan vanhempaan ikäluokkaan ja muihin ikäluokkiin skvaleenia sisältäviä rokotteita tulisi johdattaa varovaisesti ja tilannetta seuraten, jotta voidaan havaita kaikenlaiset rokotteeseen liittyvät haitalliset tapahtumat

WHO har utrett kopplingen mellan skvalen och Gulf War Syndrome. Deras slutsats angående skvalen i vacciner var följande:

“The Committee concurred that fears of squalene in vaccine-inducing pathological anti-squalene antibodies are unfounded. It did note, however, that the experience of squalene-containing vaccines has been primarily in older age-groups and recommended that as squalene-containing vaccines are introduced in other age-groups, careful post-marketing follow up to detect any vaccine-related adverse events needs to be performed.”

Skvaleeni ja autoimmuuninen niveltulehdus_ Skvalen och autoimmun artrit

(19) Adjuvantti-niveltulehdus on kokeellinen malli nivelreumaa, mitä on jo pitkään tutkittu. Nimittäin ollaan voitu osoittaa, että Freunds Complete Ajduvans on sellainen vahva adjuvantti, jossa on mykobakteereita ja mineraaliöljyä ja rotilla se todellakin sai aikaan artriitin. Sittemmin pystyttiin osoittamaan että erittäin herkällä eläinkannalla (DA-rotta) saatiin indusoitua artiriitti heikommallakin adjuvantilla kuten epätäydellisellä Freundin adjuvantilla jossa oli vain mineraaliöljyä. Sitten keksittiin (1999 julkaistu tieto) että monilla muillakin adjuvanteilla oli moinen kyky, esim. skvaleenilla.

(20) Syy miksi nämä adjuvantit aiheuttivat niveltulehduksia ( artriitti) koe-eläimissä, oli vahva immuunijärjestelmän aktivoituminen.Ei niin, ettäkö muodostuisi immuunivaste adjuvantin ( kuten skvaleenin) komponenttia kohtaan( Öljymolekyylien katsotaan olevan itsessään mitättömiä immunogeenejä), vaan sen sijaan tämä vahva aktivoituminen aiheutti, että kehon lymfosyytit ( =autoreaktiiviset imusolut, osa valkosoluista), jotka pystyvät tunnistamaan kehon omia rakenteita, aktivoituvat ja sen takia tapahtui autoimmuunihyökkäys kehon omia kudoksia vastaan. Edellytyksenä on geneettinen rakenne( tietty koe-eläinlaji) sekä epäspesifisen immuuniaktiivisuuden vahvuus. Näissä pienten koe-eläinten tapauksissa käytetty skvaleenin ja adjuvanssiöljyjen määrä eläintä kohden, on ollut 200 ul, mikrolitraa / eläin. Mineraaliöljyn vesiemulsiolla 50/50 saatiin huomattavasti lievempi artriitti tulokseksi. Lisäksi jos asetettiin emulsioon antigeeni ( kuten kokeissa eräs ovoalbumiini), ei kehittynyt artriittia.

(21) Mitä relevanssia ihmisille on tällaisilla kokeilla on skvaleenia sisältävien adjuvanttien suhteen? Tiedot osoittavat, että skvaleeni sinänsä ei omaa mitään toksikologista aktiivisuutta, vaan kyse on sen adjuvanttisuuskyvyistä (kyvystä vahvistaa immuunivastetta), mikä taas oli artriitin kehittymisessä olennainen seikka. Lisäksi niissä (eläin)kokeissa vaadittuun voimakkaaseen inflammatoriseen aktiviteettiin tarvittiin injisoitu puhdas öljy. Kun sitten lisättiin jokin antigeeni adjuvanttiin, ei tapahtunut artriitin kehittymistä Tätä relevanssia verrataan rokoteasioihin: sillä rokotteeseen kuuluu olennaisena osana juuri ANTIGEENI, joka voi johdattaa herätetyn immunologisen valmiuden vasteen suuntaa..

(22) Adjuvantin ruiskuttamisesta seuraava vahva inflammatorinen reaktio on aina ollut pääasiallinen turvallisuusongelma adjuvanssin käytössä ihmisillä. Kuten edellä mainittiin, menneisyydessä on käytetty myös mineraaliöljyä ihmisillä adjuvanttina, mutta senkaltaisten tuotteiden käyttö nykyään on hyvin vähäistä, koska siitä seuraa niin vahva paikallisreaktio.

(23) Ne adjuvantit mitä nykyään käytetään, ovat ns. vesiemulsioita, jossa öljyn määrä on merkitsevästi vähäisempi ( 10-20 mg öljyä puolessa millilitrassa (0,5 ml) rokotetta). Tällaisista rokotteista tulee merkitsevästi vähäisempiä paikallisia reaktioita. Yhteenvetona voidaan myös päätellä, että se rokote, mitä ihmisiin käytetään, eroaa monessa suhteessa siitä materiaalista, mikä osoittautui aiheuttavan artriittia rotilla ja että sellaisia reaktioita ei sen takia odoteta esiintyvän rokotuksen jälkeen ihmisillä. Tätä vahvistaa myös laaja olemassaoleva kliininen kokemus skvaleenia adjuvanttinä käyttävistä rokotteista

(24) Ei voida kuitenkaan täysin sulkea pois sitä riskiä, että rokote-mitä-tyyppiä-tahansa jo geneettisesti edeltäkäsin alttiilla henkilöllä ja menossa olevaa autoimmuunista prosessia potevalla yksilöllä (jolla vielä ei edes kliininen tauti ole puhjennut) , voisi aiheuttaa autoimmuunisen reaktion esiin liipaistumisen. Tämänkaltainen riski voi olla jonkin verran suurempi, jos rokotteet sisältävät adjuvanttia, joka antaa vahvemmanpuoleisen immuunivasteen. Tämä teoreettinen riski- mitä kliinisissä kokeissa ei ole Pandemrix-rokotteella ja sen kaltaisilla rokotteilla vielä saatu osoitettua, on suhteellistettava A (H1N1)v influenssalta suojan saamiseen /hyötyyn) - Riski todennäköisesti ei eroa normaalin infektion seuraamuksena tulleista vastaavankaltaisista riskeitä.

(25) AS03
Tämän niminen on se adjuvantti, joka on Pandemrix rokoteessa. Sen sisältö on seuraava.

Skvaleenia, 10, 69 mg( milligrammaa)
E-vitamiinia , joka on DL-alfa-tokoferolia 11,86 mg ( milligrammaa)
Polysorbaatti80-nimistä molekyyliä 4,86 mg( milligrammaa)

Siis SKVALEENIN lisäksi on adjuvantissa myös DL-alfa-tokoferolia, mikä on E-vitamiinin toinen nimi. Arvellaan, että E-vitamiinilla on immuunistimuloivia ominaisuuksia ja koe-eläimillä sen on osoitettu vahvistavan immuunivastetta jonkin verran, kun sitä on liitetty vain skvaleenia sisältävään adjuvanttiin. Rokotteeseen lisätty E-vitamiini määrä vastaa suurin piirtein samaa, mika on normaali ravinnossa saatava päiväannos. Polysorbaatti80 taas on pinta-akviivi aine, jota käytetään stabilisoimaan adjuvanttiemulsiota. Polysorbaatti80 on käytössä monessa lääkeaineessa, myös sellaisissakin, joita injisoidaan.

(26) Pandemrix ja AS03 ovat läpikäyneet tavanomaiset toksikologiset tutkimukset eläimissä, eikä ole havaittu muita toksikologisia löytöjä kuin tulehduksellisia muutoksia injektiokohdassa. Aiemmin ei ole ollut olemassa mitään rokotetta, jossa olisi juuri tämä AS03 adjuvantti hyväksyttynä. Sensijaan on olemassa useita kliinisiä kokeita rokotteilla, joissa on sisältönä AS03. Paitsi Pandemrix-influenssarokotetta niin myös eräs kliinisesti tutkittu malariarokote sisältää AS03.

On olemassa tietue 12 000 ihmisestä, jotka ovat saaneet rokotetta, jossa on AS03. Ainoa sivuvaikutus, mikä voitiin yhdistää rokotteeseen oli paikallinen tulehdus ja lyhytaikainen kuumereaktio. Sellaisia reaktioita esiintyy myös laajalti muitten rokotteiden yhteydessä.

(26) Kausi-influenssarokotteessa on ollut adjuvanttina MF59.

Jos rokoteannos on puoli milliä (o,5 ml), niin siinä on seuraava koostumus tätä adjuvanttia.

Skvaleenia 9,75 mg ( milligrammaa)
Polysorbaatti80:tä 1,175 mg ( milligrammaa)
Sorbitaantrioleaattia 1m175 mg( milligrammaa).

Tätä MF59 adjuvanttia sisältuu kausi-influensarokotteeseen nimeltä Fluad, jota on käytetty 1990-luvulta asti. Tämä rokote on tarkoitettu vanhemmille henkilöille, yli 65 vuotiaille, joilla on yleensä huonompi vaste traditionaalisiin influenssarokotteisiin. Kliinisiin kokeiluihin osallistui noin 14 000 yksilöä, joista suurin osa oli täyttänyt 65 vuotta ja heidät rokotettiin tällaisella rokotteella. Ainoat sivuvaikutukset, joita on voitu yhdistää rokottamiseen, ovat olleet paikallisreaktioita. Sen jälkeen kun Fluad tuli hyväksytyksi, yli 40 miljoonaa yksilöä on jo rokotettu sillä. Seurannassa ei ole tullut esiin vakavien sivuvaikutusten lisääntymistä vertailtaessa ilman adjuvanttia tehtyihin influenssarokotuksiin.

(27) Loppulause_ Slutsats

Pandemrix-rokotetta kehiteltäessä (H5N1-sisältöisellä prototyyppirokotteella) tutkimuksista on saatu vahvistusta siitä, että rokotteen sisältämä matala influenssa-antigeenimäärä ei olisi riittävä immuunivasteen herättämiseen ilman adjuvanttilisää. Tehdyt kliiniset tutkimukset tällä AS03 adjuvantilla ja eräällä toisella adjuvantilla eivät ole antaneet merkkejä mistään vakavista riskeistä. Kuten sanottu teoreettinen riski Pandemrix-rokotteesta on punnittava influenssa A H1N1 rokotteesta saatavaan hyötyyn verraten. Riskien suuruus ei todennäköisesti eroa siitä riskien määrästä, mikä varsinaisesta taudista seuraa.
www.emea.europa.eu/humandocs/ Humans/EPAR/pandemrix/pandemrix.htm

www.who.int/vaccine_safety/topics/ adjuvants/squalene/Jun_2006/en/index.html

LÄHDE:

www.lakemedelsverket.se/Alla-nyheter/NYHETER-2009/Pandemrix--adjuvans-immunstimulerande-komponenter/

Statiini ja influenssa

2009-06-06T11:27:00.000-07:00

LÄHDE: Fedson DS. Clin Infect Dis. 2006 Jul 15;43(2):199-205. Epub 2006 Jun 12.Pandemic influenza:a potential role for statins in treatment and prophylaxis. Fedson on ollut sitä mieltä, että statiineilla on potentielli osa sekä influenssan hoidossa että profylaksiassa.

Fedson kirjoitti vuonna 2006, että pandeminen influenssa saattaa olla aivan jo ovella. Ja koska antiviruslääkkeitä ja rokotteita ei ole saatavilla useimmissa maissa omille väestöille, olisi päätettävä, jos olisi muita kelvollisia valmisteita kliinisesti tehokkaaseen käyttöön.

Influenssa assosioituu aina akuutteihin kardiovaskulaarisiin sairastumisiin .
Influenssavirus indusoi proinflammatorisia sytokiineja.

Statiinit ovat kardioprotektiivisia ja niillä on anti-inflammatorisia sekä immunomodulatorisia vaikutuksia ja niistä syistä niillä saattaa olla edullisia vaikutuksia influenssapotilaissa.

Tämä HYPOTEESI pitäisi arvioida käyttämällä administratiivisia tietueita etsimällä vähempiä sairaalahoidontarpeita ja vähempiä kuolemia influenssaan liittyvissä tiloissa niillä henkilöillä, jotka käyttävät statiineja.

Näitten tutkimusten jälkeen tulisi seurata laboratoriotutkimukset statiineillä koe-eläimillä ja influenssainfektion soluperäisillä mallellaja sitten myöhemmin kliiniset kokeet. Positiiviset tulokset tällaisista tutkimuksista voisivat antaa lääkäreille kaikissa maissa jotain hoitokeinoa , jota voi tarjota pandemisen influenssan yllättäessä sekä terapiaan että profylaksiaan. Geneerisiä statiineja on saatavilla laajalti ja ne ovat lääkkeinä ekonomisia. Saattaa olla niinkin, että ne tulevat olemaan ainoa lääkeaine, joka pystyy vaikuttamaan globaalin pandemian kulkuun muutosta.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16779747?ordinalpos=3&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DefaultReportPanel.Pubmed_RVDocSum

They might be the only agents that could alter the course of a global pandemic.

HDL-kolesterolin merkityksestä

2009-06-06T11:02:00.000-07:00

Duodecim 2007; 123:1150 mainitsee lähteestä Circulation 2007; 115:1609 HDL-kolesterolin merkitystä valaisevantutkimuksen.

Tutkimus on itävaltalainen. Siinä oli havaittu, että sellaisilla henkilöillä, joilla esiintyi toistuvia laskimoveritulppia, oli tavallista vähemmän Apo A1 apolipoproteiinia veressään.

HDL-kolesterolin pääosana on A-1 apolipoproteiini.

ApoA-1:n pitoisuus on suuri , jos se on yli 1,30 mg/ml.
ApoA-1 pitoisuus on kohtalainen, jos se on 1,07- 1,30 mg/ml tasoa.
Apo-A1 pitoisuudet alle 1,07 ot matalia

Niillä henkilöillä, joilla todettiin suuret tai kohtalaiset ApoA-1 pitoisuudet veressään omasivat noin viidenneksen pienemmän veritulpanuusiutumisen todennäköisyyden verrattuna niihin, joiden ApoA-1 pitoisuudet olivat alle 1,07 mg/ml.

Tutkimukseen oli osallistunut 772 henkilöä, joilla oli ilmentynyt ensimmäisen kerran laskimoveritulppa. Heitä seuratiin 4 vuoden ajan ja sadalle heistä kehittyi uusiutunut tulppa.

Statiinit ja sepsis

2009-06-06T10:32:00.000-07:00

Duodecim-lehdessä 2007; 123:113-6 kirjoitti Ville Valtonen aiheesta Statiinit ja sepsis. Hyöty vielä todistamatta.
Noin puoli miljoonaa suomalaista käyttää nykyisin statiineja lähinnä kardiovaskulaaristen sairauksien hoitoon ja ehkäisyyn.

Statiini ovat alkuperältään luonnontuotteita, joita eräät mikrobit-lähinnä sienet- erittävät ympäristöönsä. Miksi jotkut sienet erittävät statiineja, on epäselvää.

Statiineilla on monia erilaisia vaikutuksia. Statiinit ovat esimerkiksi voimakkaita anti-inflammatorisia aineita, ja niillä on myös antimikrobisia ominaisuuksia (Terblanche et al. 2006).

Arvellaan statiineilla olevan edullista vaikutusta septisten infektioiden hoidossa ja ehkäisyssä (Hackman et al. 2006): Kohorttitutkimuksessa (n= 35 000) statiinia käyttäneillä kardiovaskulaarisia tauteja ja diabetesta potevilla esiintyi 17 % vähemmän septisiä infektioita.

On myös toinen tutkimusaineisto puolen miljoonan henkilön väestöstä (1997- 2002, Thomsen et al. 2006). Tästä joukosta 5400 joutui sairaalahoitoon veriviljelypositiivisen septisen infektion vuoksi. Mortaliteetti bakteremiseen infektioon ennen sairalaantuloa oli sama potilailla, jotka olivat käyttäneet statiineja ja statiineja käyttämättömillä. Kuitenkin sairaalassa hoidetuilla henkiinjääneiden ryhmässä oli merkitsevä ero mortaliteetissa statiinin käyttäjien eduksi (8.4% , vert 17,5%). Siis statiineja käyttäneet toipuivat paremmin. Australiasta on pienestä ryhmästä( n= 438) sellainenkin tieto, että jo ennen sairaalaan joutumista sepsispotilailla, jotka käyttivät statiineja, sairaala-ajan mortaliteetti oli paljon vähäisempi (10,1%) verrattuna statiineja käyttämättömiin (23.1%). Ero korostui edullisesti niiden joukossa, jotka käyttivät statiineja myös sairaalassaoloaikana.

Statiinien käytöstä keuhkokuumeen eli pneumonian aikana on hieman ristiriitaisia tuloksia. Kanadassa seurattiin 3400 potilasta, joilla oli avohoitosyntyinen keuhkokuume ja jotka tarvitsivat sairaalahoitoa. Statiineja saaneilla vaikutti olevan hieman pienempi riski joutua TEHO-hoitoon tai kuolla, mutta tämä ero ei ollut kovinkaan selvä.

Miksi statiinit ovat edullisia sepsiksessä?

Tämä edullinen vaikutus voi perustua moneen eri mekanismiin.
Statiinit estävät keuhkoklamydian ja monen muun bakteerin ja sienen kasvua koeputkessa sekä koe-eläimellä. Statiinien anti-inflammatorinen vaikutus on hyvin dokumentoitu. Liian voimakkaan tulehdusreaktion katsotaan olevan septisissä infektioissa haitallista, ja vaimentamalla tätä statiinit voisivat olla hyödyllisiä sepsiksen hoidossa.

Toisaalta, asiasta tiedtään vielä niin vähän, että sitä ei voi erityisesti soveltaa käytännössä, ennen kuin enemmän tieteellistä näyttöä on koossa. Toistaiseksi siis statiinien indikaationa pidetään ainoastaan kolesteroliaineenvaihdunnan saamista kuriin ja käyttöä kardiovaskulaaristen sairauksien ja diabeetikkojen metabolisten ongelmien hoidossa.

Arvellaan, että statiineillä olisi influenssavirustakin vastaan jokin edullinen vaikutus, mitä myöskään ei ole riittävästi osoitettu. (Ps. Jos itse sairastun influenssaan , otan puoli tablettia simvastatiinia päivittäin).

DUODECIM 5/2006 kirjoitti myös referaatin Statiinit nujertavat sepsiksen?
Tässä tehtiin yhteenveto eräästä australialaisesta kliinisestä potilasaineistosta, jossa oli bakteerilöydös ja 85%:lla oli sairaalaan tullessa statiini käytössä. Statiini todettiin edullisesti vaikuttavaksi tekijäksi ja loppulauseena oli: Jatkuvatkohan tutkimukset siten, että kaikille bakteremiapotilaille aloitetaan statiinilääkitys?( intensive Care med 2006; 32:75)

Statiini tehostaa callusmuodostusta murtumassa

2009-05-19T04:48:00.000-07:00

Statiini simvastatiini on edullinen murtumia vastaan. Tämä on havaittu sekä osteoporoottisten murtumien esto- että traumaattisten murtumien paranemisvaikutuksista, calluskehittymisestä. Vaikutus perustuu luuta resorboivien osteoklastienvähentämiseen ja täten luuta muodostavien solujen osteoblastien korostamiseen.

Tässä eläinkokeessa kytetiin aika suurta statiiniannosta 120 mg koe-eläimen painoa kohden päivässä. Näin on osoitettu statiinien anabolinen vaikutus luustoon. Usea eri statiini aktivoi luutamuodostavan proteiinin (BMP-2) promoottorin. Lisäksi simvastatiini ja atorvastatiinitabletit lisäsivät volyymiä BMP-2:sta johtuen Kaikki tulokset eivät ole johdonmukaisia. Julkaistut tutkimukset ovat keskittyneet osteoporoosiin. Tässä tutkimuksessa oli hiiren reisiluunmurtumia, jotka oli korjattu ydinnaulalla. Toinen ryhmä koe-eläimistä sai simvastatiinia 120 mg/ painokilo. Vielä 8. päivän callusmuodostumista ei voinut päätellä mitään. 14 päivän callusmurtumista simvastatiinia saaneilla poikkipinta-ala oli 53% laajempi kuin kontrolleilla. ja luu oli vahvempaa, energian otto oli lisääntynyt 150%. Jäykkyys ja elastisuus taas eivät eronneet kontrolleista. 21 päivän kuluttua murtumat olivat histologisesti parantuneet ja mekaaninen ero oli kadonnut. Simvastatiinia saaneilla myös kontralateraalisen luun poikkipinta-ala oli kasvanut, mutta luun vahvuudessa ei ollut lisääntymistä eikä energianotossa. Nämä tulokset viittaisivat murtumien uuteen hoitomahdollisuuteen.

LÄHDE: Skoglund B, Forslund C, Aspenberg P.

Simvastatin improves fracture healing in mice. J Bone Miner Res. 2002 Nov;17(11):2004-8. Department of Neuroscience and Locomotion, Faculty of Health Sciences, Linkoping, Sweden.

Kommentti: Tämä on hyvä tieto sikälikin, koska statiinien käyttö on hyvin yleistä ja moni saattaa pohtia, jos statiini on haitallinen luuston suhteen . Siis statiini vaikuttaa edulliselta luustolle.

Statiini osteoporoosia vastaan?

2009-05-19T04:13:00.000-07:00

Statins against osteoporos?

STATIINIT kuten simvastatiini etc. alentavat kolestrolin synteesiä, mutta sivussa ne vaikuttavat luuston remodelling ohjelmaan vähentäen osteoklastien funktiopuolella osteoklasteja. Tämä merkitsisi, että kalsiumia pääsee paremmin inkorporoitumaan suureen varastoon, luustoon (osteoblastien avulla) , eikä silloin ole niin suurta vaivaa solunsisäisen kalsiumin integraatioissa pieniin organelleihin. Tämä merkitsee mm kaksinkertaista etua sydänpotilaalle, jonka angina pectoris voi vähentyä kun villejä kalsiumjoneja (Ca++) saa pois kriittisestä elektrisestä toimintakentästä.

http://www.spineuniverse.com/displayarticle.php/article2508.html
http://www.spineuniverse.com/displaygraphic.php/3024/cruz_fig1_350-CC.jpg

Tämä on mieletäni aika uusi ajatus.

28.4.2008 18:57 L Bright

Kolesteroli, konneksiini ja sydänlihassolu

2009-04-13T00:25:00.000-07:00

Sydänlihaksen tärkeä kriittinen kanavarakennelma konneksiini43 vaikuttuu hyperkolesterolemiasta.

Tämä osoitettiin koe-eläimestä. Hyperkolesterolemia vaikutti sekä sähköisiin ominaisuuksiin että mekaanisiin ominaisuuksiin sydänlihaksessa.

Koska gap-junktiot(GJ), aukkoliitokset, ovat essentielli elektromekaaninen kytkentäverkosto kautta sydämen, tutkijat halusivat ottaa selvää konneksiini43:n (Cx43) ajallisesta esiintymästä, sydämen supistusfunktiosta ja johtumisnopeudesta- ja miten nämä kolme seikkaa korreloi keskenään.

Kun kolesteroli nousi, niin konneksiini43 pitoisuus laski kardiomyosyytissä, sydänlihassolussa. Jo 12 viikon aikana konneksiini43 pitoisuudet laskivat 60% oikein makoisalla kolesterolia kohottavalla dieetillä.
Lisäksi Cx43- konneksiinit alkoivat sijoittautua eri tavalla solun lateraalisessa kalvossa.

Kun konneksiinit laskivat, lisääntyi niitten Cx4 mRNA ja fosforyloitunut c-Jun N-terminaalinen kinaasi.

Kaiken kaikkiaan sydämen sisäinen myokardiaalinen supistus heikenty
i ja kammioitten systolinen suorituskyky väheni.
Johtuminenkin huononi.

Jos dieetti muutettiin 18 viikoksi, havaittiin supistumisparametrien ja Cx43 proteiinin esiintymisen vielä toipuvan ennalleen. Näistä tutkimuksista kävi ilmi, että kriittinen Cx43 on mitä selkeämmin osallisena sydämen supistustoiminnan häiriöissä ja rytmihäiriöisä.

Kommentti:
Voisi myös sanoa, että varhainen hyperkolesterolemian diagnoosi voi olla tärkeä, koska tilanne sydämen funktion kannalta näyttää – koe-eläimistä päätellen- olevan palautuva, jopa näitten herkästi iän mukana vaurioituvien ja denegeroituvien Cx43 konneksiinien osalta. Näyttää siltä, että joka ikä kannattaa pitää kolesterolistaan huolta, koska varsinkin tämä konneksiini vikuuntuu iän mukana.

LÄHDE: Lin LC, Wu CC. Downregulated myocardial connexin 43 and suppressed contractility in rabbits subjected to a cholesterol-enriched diet. Lab Invest. 2005 Oct;85(10):1224-37.

Statiini, prenylaation estäminen ja Alzheimerin tauti

2009-04-12T10:16:00.001-07:00

Hakusanana:
APP, Abeeta ja Rab-proteiinin prenylaatio; Prenylation inhibition

LÄHDE 1. Vuodelta 2007

Ostrowski SM, Wilkinson BL,Statins reduce amyloid-beta production through inhibition of protein isoprenylation. J Biol Chem. 2007 Sep 14;282(37):26832-44. Epub 2007 Jul 23
www.jbc.org/cgi/content/abstract/282/37/26832

On epidemiologista näyttöä siitä, että pitkäaikainen HMG-CoA-reduktaasin estäjän käyttö siis statiinin käyttö, vähentää riskiä Alzheimerin taudin kehittymisestä.
(HMG-CoA reductaasi inhibitor = hydroxymethylglutaryl-CoA reductase inhibitors = statins)
Mutta kuitenkaan statiinivälitteinen protektio AD-tautia vastaan ei ole täydellisesti selitettävissä vain kolesterolipitoisuuksia alentavista vaikutuksista.

Kolesterolia alentavien vaikutusten lisäksi statiineilla on pleiotrooppisia vaikutuksia (pleiotropic actions ) ja nämä vaikuttavat alentamalla aineenvaihdunnallisten isoprenoidivälituotteiden pitoisuuksia. Näitä ovat geranylgeranyylipyrofosfaatit (GGPP) ja farnesyylipyrofosfaatit FPP.

GGPP= geranylgeranyl pyrophosphate
FPP= farnesyl pyrophosphate.

Pienten G-proteiinien perhe kuten Rho-ja Rab-perhe ( Ras- superperheestä) vaatii posttranslationaalisena modifikaationa prenylaation eli isoprenoidisten yksikköjen liittämisen C-terminaaliseen kohtaansa, jotta niistä tulisi esiin GTPaasi-funktiota.

On tutkittu neuroblastomasoluja ja kun niitä käsiteltiin statiineilla, niissä estyi Rho ja Rab- proteiinien kohdentuminen kalvoon ( =membrane localization) aivan niinkin matalilla statiinipitoisuuksilla kuin 200 nm, eikä tässä vaikuttunut mitenkään solun kolesterolin pitoisuus.

Tässä tutkimuksiessa osoitetaan ensimmäistä kertaa, että matalat, mutta fysiologisesti kuitenkin relevantit annokset statiinia estävät ensisijassa GTPaasien alaluokan isoprenyloitumisia.

ESIM: AD-taudille patognomonisesti amyloidiprekursoriproteiini (APP) hajoittuu proteolyyttisesti siten, että siitä generoituu (pahaa molekyyliä) beeta-amyloidia ( Abeta), joka on pääasiallinen komponetti AD taudin seniileissä plakeissa. Normaalisti ei muodostu Abeetaa, vaan APP hajoaa toisella tavalla olemattomiin jättämättä kertyvää massaa.

Tutkijat osoittavat, että jos proteiinin isoprenylaatiota estetään statiineilla, seuraa APP- proteiinimaterian akkumulaatio solussa, solun sisässä, koska Rab-perheen proteiinit , jotka kuljettavat rakkuloita kalvoon, estyvät.

Lisäksi, koska Rho-perheen proteiinien funktio myös estyy, vähene APP proteiinin -terminaaliset ( hankalat) fragmentit, koska lysosomeista riippuva hajoittaminen lisääntyy ( Asia ikäänkuin sulatetaan solun sisässä lysosomin vahvoilla entsyymeillä ilman, että kalvo häiriytyy)

Täten statiinin vaikuttama prenylaation inhibitio johtaa vähentyneeseen Abeeta-eritykseen eli kliinisen taudin aiheuttajaa muodostuu vähemmän.

Yhteenvetona: tutkijat osoittavat, että statiinit estävät selektiivisesti GTPaasin isoprenylaation kliinisesti relevanteissa lääkeannoksissa ja tämä johtaa alentuneeseen Abeeta tuottoon isoprenoideista riippuvalla tavalla .

Tämä tutkimus luo valoa siihen mekanismiin, mikä on takana statiinien AD- patogeenisyyttä vähentävässä vaikutuksessa.

LÄHDE 2. Vuodelta 2005
Cordle A, Koenigsknecht-Talboo J, Mechanisms of statin-mediated inhibition of small G-protein function. J Biol Chem. 2005 Oct 7;280(40):34202-9. Epub 2005 Aug 4.

HMG-CoA reduktaasien (= statiinien) on raportoitu alentavan Alzheimerin taudin riskiä. Nämä tutkijat ovat osoittaneet aiemmin, että statiinit estävät abeetan eli beta-amyloidin tulehduksellisen vasteen riippumatta kolesterolia alentavasta vaikutuksesta. Statiinit vaikuttavat anti-inflammatorisesti varsinkin estämällä Rho-proteiiniperheen ( pienten GTPaasien) prenylaatiota, joilloin nämä GTPaasit inaktivoituvat.

Tutkijat raportoivat myös mikogliakudoksesta, että Rho-perheen GTPaasien estäminen häiritsee mikrogliasolun sytoskeletonia ja vaikuttaa morfologisia muutoksia.

Mutta statiinit blokeeraavat Abeeta-proteiinin stimuloiman fagosytoosin estämällä Rac- funktion.

Paradoksisesti statiinien välittämä pienten G-proteiinien funktion inaktivoiminen liittyi Rac ja RhoA proteiinien lisääntyneeseen GTP-lataantumiseen ja tämä vaikutus oli havaittavissa myeloisen linjan soluissa ja muissa solutyypeissä.

Statiinikäsittely keskeytti Rac- interaktion negatiiviseen säätelijäänsä RhoGDI. Tämä interaktio taas on riippuvainen isoprenylaatiosta.
(Rho guanine nucleotide dissociation inhibitor; RhoGDI)

Tutkijat olettavat, että negatiivisen säädön puute heijastuu GTP:n latautumisena.

Rac-isoprenylaatiota vaaditaan myös tehokkaaseen interaktioon plasmamembraanin kanssa. He ovat sitä mieltä, että statiinihoito alentaa vahvasti Rac- proteiinin kapasiteettia asettua interaktioon kalvojen kanssa. Näistä tuloksista päätellään se mekanismi, jolla statiinit estävät RhoGTPaasien vaikutuksetn ja miedontavat Abeetan stimuloiman tulehduksen.

Kts rac- family ( Rho perhettä)

VIITE: http://en.wikipedia.org/wiki/Rho_family_of_GTPases
http://www.jbc.org/cgi/content/full/282/37/26832

LÄHDE3.

Khan MA, Gallo RM, Statins impair CD1d-mediated antigen presentation through the inhibition of prenylation. J Immunol. 2009 Apr 15;182(8):4744-5

Statiinien käyttö kolesterolia alentavana lääkkeenä on hyvin laajaa. Statiinit vaikuttavat lisäksi anti-inflammatorisesti ja niiden kohteena on silloin prenylaatiolle välttämättömät entsyymit Prenylaatio taas on tärkeä prosessi useille solufunktioille vitaalien proteiinien aktivaatiossa ja solun sisäisissä kuljetuksissa.

Tässä työssään tutkijat osoittavat, että statiinit tekevät kyvyttömäksi erään kriittisen komponentin luonnollisen immuniteetin ( innate immunity) vasteessa, nimittäin CD1d-välitteisen antigeenin presentaation

Jos lisättiin spesifisiä isoprenylaatioon kuuluvia välituotteita, tämä estoefekti poistui.

Jos taas spesifisesti kohdistettiin niihin entsyymeihin, jotka ovat vastaamassa prenylaatiosta,niiden estovaikutus muistutti samankaltaista estovaikutusta mikä statiineillakin oli CD1d- välitteiseen antigeenin esittämiseen MHC-II molekyyleillä.

Tämä työ osoittaa isoprenylaation tärkeyden antigeenin esittelyn säätelyssä ja viittaa siihen mekanismiin, millä statiinit vähentävät inflammatorista vastetta.

www.inchem.org/documents/ehc/ehc/v212eh07.gi

VIITE CD1

www.pnas.org/content/102/24/8668.full

Prenylaation estäminen

2009-04-12T09:48:00.001-07:00

Prenylaatio ja sen estäminen. Prenylation inhibitors= prenylaation estäjät.

Tausta varsinaisten prenylaation inhibiittorien kehittämisen tarpeelle.

Nämä estäjät tulee ryhmitellä aivan eri ryhmäksi, vaikka statiineillä, jotka laskevavat kolesterolipitoisuuksia, onkin matalin annoksin sivuvaikutuksena prenylaation estymisiä.

www.freshpatents.com/Prenylation-inhibitors-and-methods-of-their-synthesis-and-use-dt20070111ptan20070010561.php

Mutta tällä alalla ollaan vasta patenttiluetteloissa. Tässä on tutkijat tehneet inventaariota valmisteista, joista on hyötyä sellaisissa taudeissa, joihin liittyy proteiinien prenylaatio . Samalla luetellaan metodeja, millä proteiinin prenylaatiota voidaan estää ja miten valmisteita syntetisoidaan ja käytetään.

Luokka uusia yhdisteitä, joista on hyötyä proteiinien prenylaatioon liittyvissä taudeissa.

Ras-proteiinit ovat GTP-sitovien (pienten GTPaasi) proteiinien perhettä ja hydrolysoivat proteiineja, jotka säätelevät solujen kasvua ja differentaatiota.

Ras-proteiinien ylituotanto tai mutaatio voi johtaa solun kontrolloimattomaan kasvuun ja sellaisen on osoitettu olevan pahentavana syytekijänä useissa taudeissa kuten syöpä, uudelleen stenosoituminen, psoriaasi, endometrioosi, ateroskleroosi, virus ja hiivatulehdukset ja silmän sarveiskalvon (cornea) neovaskularisaatio.

www.nature.com/nri/journal/v6/n5/images/nri1839-f1.jpg

Ras-proteiinit omaavat yhteisenä piirteenä C-terminaalisen sekvenssin, jota merkitään CAAX-motiiviksi, jossa C tarkoittaa cysteiiniä , A tarkoittaa aminohappoa ja usein tämä on alifaattinen aminohappo. X on alifaattinen aminohappo tai jonkin muun tyypin aminohappo. Näiden proteiinien biologinen aktiviteetti riippuu niiden posttranslationaalisesta modifikaatiosta tähän sekvenssiin ja kyse on isopreenilipidiin liittämisestä, prenylaatiosta.

Jos proteiinilla on C-terminaalineen CAAX- sekvenssi, prenylaatio tapahtuu vähintäin kolmessa askeleessa ja

(1) siinä lisätään joko 15- hiilen farnesyyli (farnesyl) tai 20 hiilen geranylgeranyyli, isoprenoidi Cysteinyyli- tähteeseen

(2) ja samalla pilkotaan erikseen proteolyyttisesti kolme viimeistä aminohappoa C-terminaalista

(3) ja uusi C-terminaalinen karboksylaatti metyloidaan.

(4) Joidenkin proteiinien prenylaatiossa on neljäskin askel ja se on palmitylaatio farnesyloidusta cysteiinistä N-terminaalisesti sijaitseviin yhteen tai kahteen cysteiiniin

Ras-proteiinin kaltaiset proteiinit, joilla on C-terminaalinen motiivi XXCC tai XCXC , voivat myös prenyloitua ja ne prenyloituvat geranylgeranyylillä Cysteinyylitähteesen. Nämä proteiinit eivät tarvitse endoproteolyyttistä prosessoivaa askelta

Kun kuitenkin eräät soluproteiinit, jotka päättyvät XCXC, ovat karboksymetyloituja, ei ole kuitenkaan selvillä , jos karboksymetylaatio seuraa sellaistenkin proteiinien prenylaatiota, joilla on XXCC-motiivi.

Kaikille ras- proteiinien kaltaisille proteiineille on kuitenkin yhteistä, että isoprenoidin lisä on ensimmäinen prenylaatioaskel ja edellytys jatkoaskelille.

Proteiinien prenylaatiota katalysoi kolme entsyymiä.
(1) farnesyl-protein transferase (FPTase),

(2) geranylgeranyl-protein transferase type I (GGPTase-I),

(3) geranylgeranyl-protein transferase type-II (GGPTase-II, jolla on myös nimi Rab GGPTase).

Näitä entsyymejä löytyy niin hiivasta kuin imettäväissoluista.

FPTaasi ja GGPTaasi-I
ovat alpha/beta heterodimeerejä entsyymejä, joilla on samanlainen alfa-alayksikkö ja erilliset beeta-alayksiköt, tosin 30% niillä on aminohappojen samankaltaisuutta.

GGPTaasi II omaa erilaiset alfa ja beeta alayksiköt ja tekee kompleksia kolmannen komponentin kanssa. (REP, Rab Escort Protein), joka esittää proteiinisubstraattia alfa/beeta-katalyyttisille alayksiköille.

Jokainen näistä entsyymeistä käyttää selektiivisesti FPP tai GPP molekyyliä isoprenoidin donorina
FPP= farnesyl diphosphate
GGPP=geranylgeranyl diphosphate

FPTaasi farnesyloi CAAX-motiivin sisältäviä proteiineja, joitten päädyssä on Ser, Met, Cys, Gln tai Ala (S,M,C,Q,A).

GGPTaasi-I geranylgeranyloi CAAX motiivin sisältäviä proteiineja, joiden päädyssä on Leu tai Phe (L, F).

Entsyymeille FPTaasi ja GGPTaasi-I on motiivi CAAX tetrapeptidi se minimaalisin
alue, mikä on vaadittavana edellytyksenä proteiinisubstraatti-interaktioon entsyymin kanssa.

Entsyymi GGPTase-II modifioi motiivin XXCC ja XCXC omaavia proteiineja , mutta sen interaktio proteiinisubstraatin kanssa on komplisoidumpi ja vaatii tunnistamisedellytyksenä muitakin proteiinisekvenssejä kuin C-terminaalisen tetrapeptidin:

Entsymologinen luonnehtiminen näistä kolmesta entsyymistä FPTaasi, GGPTaasi I ja GGPTaasiII viittaa siihen, että on mahdollista selektiivisesti estää vain yhtä näistä entsyymeistä.

GGPTaasi I siirtää geranylgeranyyliryhmän prenyylin luovuttajasta (GGPP) substraattiproteiininCAAX terminaalin cysteiini- aminohappotähteeseen(C).

Tunnettuja GGPTaasi I kohteita ovat aivojen heterotrimeeristen G-proteiinien gamma-alayksiköt ja Ras-superperheen pienet GTP:tä sitovat proteiinit kuten RhoA, RhoB, RhoC, CDC42Hs, Rac1, Rac2, Rap1A ja Rap1B.

Proteiineillä RhoA, RhoB, RhoC, Rac1, Rac2 ja CDC42Hs on tehtävää solun muodon(shape) säätelyssä

Rac ja Rap proteiineilla on osuutta neutrofiilien aktivaatiossa.
Ras-proteiinien kyky vaikuttaa solun muotoon on riippuvainen Rho ja Rac-proteiinien funktiosta.

Koska Rho ja Rac-proteiinit vaativat geranylgeranylaatiota funktiokykyisyyteensä, GGPTaasi I:n estäjäaine ( inhibiittori) voisi blokeerata näiden proteiinien funktiota ja saattaisi olla hyödyllinen esim. syövänvastaisena aineena. Tätä huomiota tukee myös aslettäiset tieteelliset tulokset.

ESIM. GGPTaasi-I inhibiittori voi jarruttaa tuumorisoluja, joilta puuttuu p53 G0/G1 faasista ja estäjä voi aiheuttaa, että akkumuloituu p21 sup.WAP. Tästä voidaan päätellä, että näitä inhibiittoreita voidaan käyttää palauttamaan kasvun pysähdys( growth arrest) sellaisissa soluissa, joista puuttuu funktionaalinen genomin suojelijatekijä p53, jonka tehtävänä on pysäyttää sellainen solu, joka ei ole pätevä solusykliin.

Sellaisissa soluissa, missä FPTaasi on inhiboituna, voidaan GGPTaasi I:lla modifioida erästä muotoa Ras-geeniä, mikä useimmin liittyy ihmisen syöpiin( K-Ras).

Koska geranyyligeranyloitu Ras on raportoitu olevan aivan yhtä tehokas kuin farnesyloitu Ras, kun tutkitaan solun transformaatioita, niin pitäisi kaikissa K-Ras- syövissä antaa hoitona myös GGPTaasiI-inhibiittoria.

Syöpähoidon lisäksi GGPTaasi I inhibiittoreilla saattanee olla käyttöindikaatioita interventiona muissakin patologisissa tiloissa. Näitä ovat esimerkiksi intima-hyperplasia , joka liittyy restenossiin ja ateroskleroosiin.
Keuhkovaltimon sileän lihaksiston lihassolut ovat erityisen herkkiä GGPTaasi I –inhibitiolle ja sellaisten solujen hoitaminen GGPTaasi-inhibiittorilla johti niiden NOS entsyymin superinduktioon IL-1-beta - interleukiinilla.
(iNOS = nducible nitric-oxide synthase (NOS-2). Tämän sieni-entsyymin selektiivinen estäminen vähentäisi soluseinämän integriteettiä , mikä tuhosi sienisoluja.

Lukuisia muita prenylaation inhibiittoreita on tutkittu. Monia on vaikea eristää tai syntetisoida.

Katsotaan, että tämä on elävää tieteen haaraa, ja uusista prenylaation estäjistä ( prenyyli-proteiinitransferaasin estäjistä) on tarvetta.

(Inventaarion summana myös luetellaan rakenteeltaan näitä molekyylejä)

http://arthritis-research.com/content/figures/ar604-3-l.jpg
7.4.2009 16:36

Statiini, prenyyli, PI3K

2009-04-08T07:41:00.000-07:00

Prenylaation ja Fosfoinositidijärjestelmän (PI)(ents.) suhteista ja STATIINISTA

Prenylaatiojärjestelmän alueella on tärkeä energiapakkaus GTP.
Fosfoinositidien energiajärjestelmässä taas on ATP/cAMP merkityksestä , myös CTP on olennainen.
Asiasta näyttää olevan uutta tietoa. (Maeda and Horiuchi) lähinnä SIMVASTATIININ osuudesta tässä kentässä.

Simvastatiini vaimentaa leptiinin expressiota eräissä adiposyyteissä ( 3T3-L1 adipocytes) aktivoimalla syklisenAMP-PKA tien, joka indusoituu proteiinin prenylaation estyessä.

Simvastatin suppresses leptin expression in 3T3-L1 adipocytes
via activation of the cyclic AMP-PKA pathway,
induced by inhibition of protein prenylation

SIMVASTATIINI estää 3-Hydroksi-3- metyyliglutaryylikoentsyymi A(HMG-A) reduktaasia, joka katalysoi HMG-CoA konversiota mevalonaatiksi, mikä on tahtia rajoittava askel kolesterolin synteesissä.

Tutkijat osoittivat, että SIMVASTATIINI pitoisuudessaan 1uM huomattavasti estää adiposyyttien differentiaatiota ( jota voi mitata preadiposyyttisten solujen 3T3-L1 -värjäyksellä). Samalla LEPTIININ-expressio ( LEPTIINI on adiposyyttien erilaistumisen merkitsijä) vaimeni SIMVASTATIINI-pitoisuudella 1 uM soluviljelmässä 12 päivään asti.

Mikä mekanismi oli taustalla, kun SIMVASTATIINI indusoi LEPTIINI- expressiota vähenemään?

Tutkijat käsittelivät nyt erilaistuneita 3T3-L1 adiposyyttejä
erilaisilla inhibiittoreilla
mevalonaatilla tai sen metaboliiteilla,
SIMVASTATIININ ollessa läsnä tai ilman SIMVASTATIINIA.

SIMVASTATIINI ajasta ja annoksesta riippuvalla tavalla vaimensi LEPTIINI mRNA-expressiota. Heterogeeninen nukleaarinen RNA, leptiini mRNA-linjasta, estyi 10 uM-pitoisella SIMVASTATIINILLA , kun taas mRNA stabiliteetti ei ollut muuttunut simvastatiinikäsittelystä transkriptio-pysähdytetyissä 3T3-L1-soluissa.

LEPTIINI-geenitranskription SIMVASTATIINI-peräinen -inhibitio ei kumoutunut esikäsiteltäessä proteiinisynteesin inhibiittorilla (cykloheximidillä).

Jos lisättiin mevalonaattia tai geranylgeranylpyrofosfaattia(GGPP), joka on mevalonaatin metaboliitti, poistui SIMVASTATIININ indusoima leptiiniexpression estymä näistä 3T3-L1 soluista.

(Prenylaation estäjän vaikutus)
Expression vaimenema oli havaittavissa, kun lisättiin GGTI-298 ( geranyyligeranyyli -transferaasi I entsyymin inhibiittoria), mutta sellaista vaimenemaa ei havaittu FTI-227 farnesyylitransferaaasin estäjää käytettäessä.

Jos käsiteltiin PI3K entsyymin estäjillä (fosfatidyyli-inositoli-3-kinaasi-inhibiittoreilla) joita on LY294002 ja wortmannin, väheni leptiinin expressio näissä 3T3-L1 soluissa.

SIMVASTATIINI annoksesta riippuvalla tavalla lisäsi solunsisäistä cAMP pitoisuutta 3T3-L1 soluissa ja maksimaalinen stimulaatio saatiin 10uM pitoisuudella.

GGPP lisääminen poisti SIMVASTATIININ indusoiman cAMP-kertymän –stimulaation ja PKA aktiivisuuden stimulaation.

H89, joka on PKA-estäjä, poisti täydellisesti simvastatiinin indusoiman LEPTIINI-expression vaimeneman.

Nämä tulokset viittaavat siihen, että SIMVASTATIINI vähensi geranylgeranyyliproteiinin prenylaatiota ja sitä seurasi PI3K deaktivaatio, mikä johti cAMP akkumulaatioon ja sitä seuraavaan PKA-aktivaatioon differentioituneissa 3T3-L1 adiposyyteissä.

Lopuksi PKA esti LEPTIINI-geenin transkription niin, että uutta proteiinia ei syntetisoitunut.

Reference List

Maeda, T. and N. Horiuchi. "Simvastatin suppresses leptin expression in 3T3-L1 adipocytes via activation of the cyclic AMP-PKA pathway induced by inhibition of protein prenylation." J.Biochem. (2009).

Prenylaatio Geranylgeranylaatio. Rab-proteiinit

2009-04-06T06:14:00.000-07:00

Rab- proteiini vaatii prenyloitumista, geranylgeranylaation.

Se kuuluu Ras- superperheesen, jotka ovat pienien GTPaasien superperhe.
Small GTPase > Ras superfamily

Niitä ovat
Ras • Rab (Rab27) • Arf (Arf6) • Ran • Rheb • Rho family (RhoA, RhoB, CDC42, Rac1) • Rap

I

Rab- SIGNALOINNISSA ON OLENNAISTA seuraavat tapahtumat.

http://www.biolcell.org/boc/099/0001/boc0990001f05.htm?resolution=HIGH

Rab-GTPaasien kohdentaminen effektoriproteiinille( vaikuttajaproteiinille)

(1) Rab GTPaasit voivat geranylgeranyloitua kahteen kysteiinitähteeseen (Cys) ja aivan samalla tavalla kuin Rho-GTPaasit, ne voivat olla sytosolissa GDI-sitoutuneena ( GDI on GDP-erkanemisen estäjä , (GDP-dissociation inhibitor) ja sitoo prenyyliryhmiä inaktiivista GDP-sitoutuneesta Rab- molekyylistä. (GDI sitoo vain inaktiivia Rab- muotoa))

(2) Rab-proteiinit voivat muodostaa trimeeri-kompleksin, jossa on Rab, GDI ja kalvoon liittynyt GEF. Tätä kompleksiliittymää voi välittää Rab-proteiinin hypervariaabeli domeeni.

(3) Kun sitoutumista tapahtuu, Rab-proteiinin prenyylisivukejtu siirtyy GEF:molekyyliin päin. GDP/GTP-vaihtumistekijä ( exchange factor)= GEF katalysoi konversiota GDP-muodosta GTP-muotoon.

(4) Samalla kun Rab aktivoituu, erkanee GDI molekyyli ja Rab- prenyyli vetäytyy siitä pois.

(5) Kun GDI on irronnut , niin( aktiivimuoto) GTPaasi on siten esillä että se voi sitoutua GEF:ään ja effektoriproteiiniin, jolloin on muodostunut aktiivi Rab- signalointikompleksi. plasmakalvolla. (Rab-effektori sitoo ainoastaan aktiivia GTP Rab muotoa).

II

Eräs toinen lähde mainitsee sivumennen, että Rab- proteiini geranylgeranyloituu ja että farnesylaation estäjä FTI estää myös geranylgeranylaatiota.

Proteiinin prenylaatiosta ( farnesylaatiosta ) . Sovellutusta normaaliin fysiologiaan, maligniin transformaatioon ja syöpäterapiaan. Farnesyylitransferaasin inhibio (FTI) voi ulottua geranylgeranyylitransferaasin inhibitioon.

LÄHDE: Saïd M. Sebti Protein farnesylation: Implications for normal physiology, malignant transformation, and cancer therapy
Cancer Cell, Volume 7, Issue 4, 297-300, 1 April 2005
http://www.cell.com/cancer-cell/abstract/S1535-6108(05)00101-7

PROTEIININ FARNESYLAATIO on isoprenoidirakenteen, lipidin lisääminen posttranslationaalisena modifikaationa, mikä vaaditaan syöpää aiheuttavaan proteiiniaktiivisuuteen kuten Ras-GTPaasi toimintaan.

Vaikka FARNESYYLITRANSFERAASIN ESTÄJIÄ (inhibiittorieta, FTI) on jo kliinisessä kokeilussa niiden vaikutusmekanismi ja proteiinien farnesylaation osuus normaalissa fysiologiassa oli vielä 2005 aikaan tieteessä osin hämärä seikka.
Tässä viitteen lehdessä Cancer Cell kaksi artikkelia valaisee näitä tärkeitä aihepiirejä:
PROTEIININ FARNESYLAATIO havaittiin essentiaaliksi alkion varhaiselle kehitykselle (embryogeneesi), mutta sitä vailla taas voi aikuisen homeostaasi olla. Toisaalta prenylaatio on taas kriittinen tuumorigreneesin progredioinnille, mutta ei sen alkamiselle.
Lisäksi, Rab geranylgeranyltransferaasi (GGTase)
tunnistettiin muutamien FTI ( farnesyylitransferaasi-inhibiittorien) kohdemolekyylinä.
Tässä pienessä katsauksessa keskustellaan löytöjen sovellutuksista normaalin fysiologian, malignin transformaation ja syöpä terapian aloilla.

III Rab- proteiinista, pienestä G-proteiinista mainintaa
Lähde Wikipedia

Rab-proteiiniperhe kuuluu Ras-superperheeseen, jonka proteiinit ovat monomeerisiä G-proteiineja.

On löydetty ainakin 70 eri tyyppistä Rab- proteiinia ihmiseltä.
Rab-GTPaasit

säätelevät monia kalvokuljetuksen vaiheita ja niihin kuuluu
rakkuloitten ( vesicle) muodostuminen
rakkuloitten liikkuminen (vesicle movement) pitkin aktiini ja tubuliiniverkkoston kautta
kalvofuusio ( membrane fusion).

Nämä prosessit tekevät sen reitin, jonka kautta solun pintaproteiinit (Cell Surface proteins) liikennöivät Golgin laitteesta plasmakalvoon (PM) ja sitten taas tekevät uudelleenkiertoaan ( recycle) .

Pintaproteiinien kierrätys palauttaa sellaisia proteiineja pintaan, joiden funktioon kuuluu kuljettaa jotain toista proteiinia tai substanssia solun sisään, esimerkisi transferriinireseptoria,
tai sitten ne toimivat tietyn tyyppisten pintaproteiinimolekyylien lukumäärän säätelykeinona.

Rab-proteiinit ovat perifeerisiä kalvoproteiineja ja se tarkoittaa, että ne ovat ankkuroituneena kalvoon lipidiryhmällään, joka on kovalenttisesti liittynyt aminohappoon. erityisesti kahteen C-terminaaliseen kysteiiniin.

Rab- escort protein, (REP) välittää vastasyntetisoitunutta ja prenyloitunutta Rab-proteiinia päätekohtaansa plasmakalvoon (PL) sitomalla hydrofobisia , liukenemattomia prenyyliryhmiä ja kuljettamalla Rab- proteiinia sytoplasman kautta. Lipidi-prenyyliryhmät voivat kiinnittyä kalvoon ja täten Rab ankkuroituu rakkulan sytoplasmiselle pinnalle tai plasmamembraanin. Koska Rab- proteiinit ovat ankkuroituneina kalvoon taipuvan C-terminaalisen alueen kautta niitten voi ajatella toimivan kuin ”pallo jousen päässä”, 'balloon on a string'.

(Kun on syntynyt uutta Rab- proteiinia, REP-Rab- kompleksi liityy katalyyttiseen dimeeriin Rab GGTaasi ( geranylgeranyltransefraasi) joka siirtää geranyyligeranyyliryhmän GG-PP molekyylistä Rab- proteiinille. Geranyloitunut Rab pysyy liittyneenä REP- eskorttiin ja kuljetetaan johonkin Rab- spesifiseen kohteeseen. Tämä tarkka kuljetus on aivan välttämätöntä alkion kehityksessä, embryogeneesissä).

http://www.retina-international.org/sci-news/gif/protein/reprab1.gif

Kuten muut GTPaasit Rab myös omaa vaihteen ( switch) kahden konformaation( struktuurin) kesken: inaktiivin GDP- ( guanosiinidifosfaattiin) sitoutuneen muodon ja aktiivin GTP- (guanosiinitrifosfaattiin) sitoutuneen muodon välillä.

GDP/GTP-vaihtumistekijä ( exchange factor) CEF katalysoi konversiota GDP-muodosta GTP-muotoon.

GTP ( energisimmän fosfaattimuodon) hydrolysoituminen GDP-muotoon on GAP-katalysoitua. (GAP= GTPase activating protein).

REP- kuljettajat kuljettavat vain GDP-sitoutunutta Rab- muotoa.( Kohdeproteiineja ei kaikkia tiedetä).

Rab- effektorit ( proteiinit joihin Rab on interaktiossa) ja joiden kautta ne vaikuttavat) sitovat ainostaaan GTP-sitoutunutta Rab- muotoa. Nämä Rab- effektorit ovat hyvin heterogeeninen ryhmä ja jokaisella Rab- isoformillakin on monia effektoreita, joitten kautta ne suorittavat monenlaisia funktioita.

Rab kierrättyy
Sen jälkeen kun Rab on ollut fusoitunut kalvoon, se kierrättyy uudestaan alkuperäiseen membraaniinsa.

GDI GDP-erkanemisen estäjä , (GDP-dissociation inhibitor) sitoo prenyyliryhmiä inaktiivista GDP-sitoutunutta Rab- molekyyliä ja estää että se ei pääse aktivoitumaan ( että GDP ei muutu GTP-muotoon) ja johdattaa Rab molekyyliä alkuperäiseen kalvoonsa.

Jos proteiinin prenylaatio on viallinen, seuraa häiriöitä kuten esim chorioidemia

Eri tyyppisiä Rab-proteiineja

Rab18
Rab1 (YPT1) ER, Golgin laite
Rab2 ER, cis-Golgin verkosto
Rab3A, eriterakkulat
Rab4, varhaiset endosomit
Rab5, varhaiset endosomit klatriinipäällysteiset rakkulat, plasmakalvo
Rab6, keski-Golgi ja trans-Golgi
Rab7, myöhäinen endosomi
Rab9, myöhäinen endosomi ja trans-Golgi
Rab11, uudelleen kierrättyvä endosomi, lipidipisarat, Golgi, ER
Sec4, eriterakkulat
Muita Rab- proteiineja
Rab6 Rab6a, Rab6b, Rab6c
Rab13
Rab27

Proteiinien prenylaatio (Ras/Rho esimerkkinä)

2009-04-04T01:41:00.000-07:00

Proteiinin prenylaatio
Esimerkkinä proteiinin prenylaatiosta Ras-superperheen proteiini solusta.

Ras/Rho järjestelmä
Rho-proteiinit kuuluvat Ras-superperheeseen. Ras-superperhe vaatii prenylaation ankkuroituakseen.

Rho-perhe taas on GTPaaseja, joissa GDP-sitoutunut muoto Rho-GDP on inaktiivi ja Rho- GTP-on aktiivi.

Ras-proteiinit alternoivat inaktiivin ja aktiivin muodon välillä, mikä tekee niistä molekyläärisiä vaihteita( switch) signaaliteihin. , jotka koskevat kasvua ja erilaistumista ( differentaatiota).

PRENYLAATIO on prosessi, joka käsittää hydrofobisen isoprenoidiryhmän liittämisen Ras-proteiinin C-terminaaliseen päätyyn. Prenylaatiossa liittyy joko farnesyyli(F) tai geranylgeranyyli(GG) tähde Ras-proteiinin C-terminaaliin. (KTS. kuva missä Ras proteiini on ankkuroitunut plasmakalvon sisäpintaan. Ankkurikohta on tätä isoprenoidia)
http://www.nature.com/nrm/journal/v5/n5/images/nrm1365-f4.jpg
¨
MEVALONAATTI-tie antaa isopreenirakenteita kuten farnesyylipyrofosfaattia FPP ja geranyyligeranyylipyrofosfaattia GGPP ja niistä saadaan F- ja GG- tähde proteiinien prenylaatioihin. Siirtämisen tekevät entsyymit nimeltään prenyylitransferaasit.
Hydrofobi prenyyliryhmä ankkuroi Ras-superperheen proteiineja intrasellulaarisiin kalvoihin siten, että ne voivat translokoitua plasmamembraaneihin.
Lopullinen sijoittautuminen ja fiksoituminen solukalvoon on välttämätön Ras-proteiineille, jotta ne voisivat osallistua lopulliseen spesifiseen interaktioonsa..

STATIINI-lääkeaineet alentavat FPP ja GPP tuottoa ja jatkotuotteita, mitä tulee mevalonaattitiestä tarkoituksella kuroa kolesterolimolekyylin syntymistä. Näin STATIINIT ( riippumatta LDL:stä) vuorovaikuttavat solunsisäisesti Ras-superperheen proteiinien funktioon.
Muun muassa STATIINIT alentavat matrix-metalloproteinaasin MMP-1 ilmenemistä estämällä Rho-järjestelmää.
Jos STATIINI –lääke poistetaan, Rho-GTPaasi-geeni transkriptio vaikuttuu negatiivisella feedback säätelyllä ja nyt esim. endoteliaalisen NO molekyylin tuotto vaimenee.

(HUOM: Tämä Ras/Rho järjestelmä omaa laajan vaikutuskirjon, joka valkenee katsomalla erilaisia karttoja, missä eri signaaliteitä otetaan käsiteltäväksi)

http://www.nature.com/emboj/journal/v20/n4/abs/7593581a.html

Eräs teksti asiasta on tämänlainen:

Ras geeniä sanotaan onkogeeniksi, koska se vaikuttaa tumavälitteisesti monenlaisia muuntumisia, transformaatioita, jotka voivat olla myös maligneja.

”Ras-Onkogeenin välittämät transformaatiot vaativat Rho-perheen GTPaasi-funktiota
Ras- transformoiduissa soluissa on kohonnut pitoisuus RhoA-GTP, mikä toimii estämällä solusyklin inhibiittorin p21/Waf1 expressiota (the cell cycle inhibitor p21/Waf1)- siis "estää jarrua toimimasta".

Nämä korkeat Rho-GTP pitoisuudet eivät ole aivan suora seuraamus Ras-signaloinnista, vaan ne valiutuvat esiin vasteena jatkuvalle (sustain) ERK-MAP-kinaasi-signaloinnille.

Kun nyt korkeat Rho-GTP pitoisuudet kontrolloivat p21/Waf pitoisuuksia, ne eivät enää säätelekään aktiini-stressisäikeitten muodostumista transformoituneissa soluissa.

Tutkijat osoittivat, että (onkogeenisen Ras välitteisestä transformaatiosta johtuen ) ERK-MAP-kinaasin jatkuva päälläolo sääti vaimenemaan ROCK1 ja Rho-kinaasit. Nämä ovat kaksi effektoria, jotka vaaditaan aktiini-stressisäikeitten muodostukseen.

Kun nyt Rho-tekijästä riippuva aktiini-stressisäikeitten muodostus on vaimentunut ERK-MAPK signaloinnista, tämä vaikuttaa Ras-transformoituneissa fibroblasteissa lisääntynyttä motiliteettia( liikkuvaisuutta).
ROCK-kohdekinaasin LIM-kinaasin yliesiintymä voi ennallistaa stressisäikeet ja estää Ras-transformoituneitten fibroblastien motiliteetin.

Tässä tutkijat esittävät johtopäätöksenään, että Ras ja Rho signalointiteiden vuorovaikutus edistää sellaisia signalointiteitä, jotka suosivat transformaatioita.

(Rho kinase, a promising drug target for neurological disorders)

Tämä Rho/ROCK/LIM kinaasisignalointitiejärjestelmä on eräs dominoiva signalointijärejestelmä , joka osallistuu tuumoreitten metastoimiseen. Siitä löytyy paljon asiaa internetissä.

http://www.curehunter.com/public/pubmed15026997.do

"Tumoreitten metastoimisessa on olennaista, että syöpäsolu pystyy liikkumaan paikasta toiseen ja invasoitumaan kudoksiin. Tällaisissa metastaattisissa soluissa solujen kiinnittyminen on muuntunut (adheesio) ja niiden liikkuvuuskin, motiliteetti, on muuntunut, kun niitä tutkitaan koeputkissa kemotaktisuutta analysoimalla.

Tässä metastasoinnissa juuri on häiriintynyt Rho/ROCK/LIM kinaasi tie- avainasemassa, sillä se osallistuu normaalisti aktiini-sytoskeletonin säätelyyn.

Eräät tutkijat käyttivät ribozyymikirjastoa(Rz) ja valitsivat summassa erään ROCK-proteiiniin kohdistuvan ribozyymin. Ribozyymi tuota ROCK tekijää vastaan poisti metastaattiset ominaisuudet.

Sitten he halusivat määrittää LIM-kinaasi2- spesifisen ribozyymin vaikutuksen fibrosarkoomasolun metastaattisuuteen ja proliferoituvuuteen. He kohdistivat LIM-kinaasi 2-expressioon ribosyymejä(Rz). Tehokas Rz valikoitiin esiin expressioanalyysiin perustuen. Sitten soluja transfektoitiin Ribozyymillä joka oli spesifisesti tehokas LIMK-2 vastaan ja sitten tutkittiin metastaattiset ja proliferatiiviset ominaisuudet.

Tuloksenaan he sanoivat, että solufenotyyppien analyysit sellaisenaan kuten vaikutus soluproliferaatioon, solumigraatioon ja kolonisoitumisiin, viittaavat siihen , että LIMK-2 expression vaimenema ihmisen fibrosarkoomassa rajoitti solujen migraatiota ja tiiviitten kolonioitten muodostamiskykyä vaikuttamatta solun proliferaatiotahtiin tai elinkykyyn.
Johtopäätös: LIMK-2 spesifisen ribozyymin kohdistaminen tuumorin metastaattisia ja maligneja ominaisuuksia vastaan voi toimia tehokkaana terapiana invasiivisissa tuumoreissa haitan ollessa minimaalista ympäröivissä normaaleissa soluissa.

Mevalonaatista dolikolia

2009-04-03T11:23:00.000-07:00

MEVALONAATTITIEN MOLEKYYLI DOLIKOLI ( ja kolesteroli)

LÄHDE: Sindelair Pavel J. Hepatic lipase and dolichol esterification. Umeå universitet 1997
ISBN 91-628-2772-3

DOLIKOLI on yksi mevalonaattitien päätetuote, jonka vaikutus on fosfolipidikalvoa destabilisoiva ja permeabiliteettiä lisäävä. Dolikoli on glykoproteiinien (gp) N-linkkiytyneitten oligosakkaridien synteesissä obligatorinen välituote. Dolikoli on rakenteeltaan primääri alkoholi ja siinä on 16-23 kpl isopreeniosia.
Dolikolia esiintyy
vapaana,
monofosforyloituna ( dolikyylifosfaattina, dolichyl-P)
tai rasvahappoesterinä.

Tässä väitöskirjassa tunnistettiin ja luonnehdittiin dolikolin esteröitymisessä mukana olevia entsyymejä ja täten hankittiin tietoa tämän lipidin mahdollisista funktioista.
Koe-eläimessä 2% dolikoli-liposomi-infuusio vaikutti dolikolin esteröitymisen verenkierrossa. Liposomi oli tavallisista lesitiineistä ja kefaliineista tehty. Hepariini lisäsi dolikolin esteröitymistä rasvahappoon: Jos koe-eläin oli edeltä heparinisoitu, esterinmuodostus lisääntyi vahvasti.Tästä pääteltiin, että plasman hepariinilla on kykyä vapauttaa jotain entsyymiä. Osoitettiin kuitenkin, että LCAT entsyymi se ei ollut Myös heparinisaation jälkeenkin oli plasmalla aktiviteettia dolikolin asyloimiseen eli rasvahapon lisäämiseen dolikolimolekyyliin.

Entsyymi osoittautui dolikoli- transasylaasiksi, joka otti rasvahapon lähinnä fosfolipidilajeista PE ja PS ( kefaliini ja fosfatidylseriini). Fosfolipidien glyseryylitumasta vain sn1-aseman rasvahappo tuli käytetyksi transasylaatioon, joka taas käytti dolikolimolekyyliä, mutta EI kolesteroli tai retinolimolekyyliä.

Dolikoli-trans-asylaasi (Mp. 61 kD) osoittautui samaksi kuin hepaattinen lipaasi. Hepaattisen lipaasin katalysoimaa dolikolin esteröitymistä rasvahappoon stimuloi vahvasti plasmassa oleva ko-faktori, joka muutti pH-optimia happamemmaksi.(pH arvoon 7,5) Tämä kofaktori on assosioitunut HDL:ään. Lipoproteiinittomasta HDL-fraktiosta puhdistettu kofaktori osoittautui olevan apoA-IV. Apo A-IV stimuloi vahvasti fosfolipidien hydrolyysiä ja esti täydellisesti triglyseridien hydrolyysin lipoproteiineissa HDL-2 ja VLDL.
YHTEENVETO Hepaattisen lipaasin (dolikoli-trans-asylaasin) tärkeä kofaktori lienee Apo A-IV pitoinen HDL:

Kertauksena mevalonaattitien synteesissä mainituista molekyyleistä:
Tavallinen aktivoitu etikkahappo, asetyyli-CoA, on endogeenin kolesterolin synteesin alkuaine.
Aktivoitu asetoetikkahappo, asetoasetyyli-koentsyymi-A
HMG-CoA ( hydroksimetyyliglutaryyli-koentsyymi-A) ( Tässä kohtaa vaikuttaa tehokkain kolesterolinmuodostuksen estäjä, HMG-CoA-reduktaasin estäjä)
Mevalonaatti
Mevalonaattifosfaatti ( mevalonaatti-P)
Mevalonaatti-PP
Isopentenyyli-PP, (IPP)
Dimetyyliallyyli-PP (DMAPP)
Geranyyli-PP (GPP). Tästä voi tulla korkealla affiniteetilla Solanesyl-PP ja siitä ubikinonia.
Farnesyyli-PP. Tämä FPP on kohta. josta voi tapahtua monta vaihdetta eteenpäin.

1. Proteiinien isoprenylaatio ( hyvin korkea affiniteetti) (Esim G-proteiinien posttranslationaalinen isoprenylaatio).

2. Entsymaattisesti plasmassa (trans-prenyylitransferaasilla) geranyl-geranyl--PP (GGPP), tästä voi tulla menakinonisivuketjuja ( K2-vitamiinisivuketjuja, joita tarvitaan luussa, koagulaatiotekijöissä, aivojen K1-vitamiinin sivuketjussa MK-4)

3. Solanesyyli-PP. Tästä voi tulla ubikinonia

4. Luonnollisesti FPP voi myös muuttua syntetaasilla skvaleeniksi ja siitä kolesteroliksi ( matala affiniteettitie).

5. Cis-prenyylitransferaasilla polyprenyyli-PP ( korkea affiniteetti) Tästä voi tulla dolikoli tai dolikyyli –PP

Sellainen entsyymi kuin biotiini vaikuttaa FPP:n vaihteen valinnoissa

On huomattava eräs seikka. Dolikolista osa fosforyloituu dolikyylifosfaatiksi Dolikyl-P Se ei ole kaikkein edullinen muoto. Se liittyy kovalentisti proteiiniin maksassa.. Aivoissa tällä kovalenttisella liittymällä on merkitystä bioelektristen terminaalien stabiloijana ja isoloijana. Sitä täytyy olla tietty osa, mutta patologisissa tiloissa sen määrä kohoaa kuten Alzheimerin taudissa.

Suurin osa dolikolia on kefaliinissa sijaitsevaa ( fosfolipidi PE). Kun dolikolia rikastuu membraanin keskiseen osaan, lisääntyy fluiditeettti, kalvon nestemäisyys. Vetisyys, ja permeabiliteettti, kalvon läpäiseväisyys, joten se on destabilisaattori, kun taas kolesteroli tekee kalvosta vettäläpäisemätöntä, rasvaista. Dolikoli on myös fusogeeninen aine. Kun sitä rikastuu lysosomeihin, Golgin laitteeseen ja plasmamebraaneihin, se vaikuttaa tehokasta kalvokuljetusta eri organellien välillä. Se on merkitsevä jatkuvassa kalvon nuppuilussa ( budding) ja fuusioissa. Sen funktio on siis elämälle välttämätöntä, niin ihmisen kuin esim. solua hyödyntävän viruksen näkökulmasta.

Dolikolirakenne on lajispesifinen, mutta ei elinspesifinen. Ihmisen dominoiva dolikoli sisältää 19-20 isopreeniosaa.
Molekyylissä on alfa-terminaali ja omega-terminaali
Animaalisessa kudoksessa vain muutama prosentti dolikolimolekyylistä on alfa-päästään cis-muodossa tyydyttämättömänä.
Paitsi hepatosellulaarisessa karsinoomassa todetaan 30 % molekyyleistä alfa cis-muodossa.
Sanotaan että dolikolia syntyy nopeasti, mutta sen hajoamistuotteita ei ole identifioitu. On ajateltu sen ehkä olevan tuntemattoman hormonin tai muun aineenvaihdunnallisesti aktiivin molekyylin prekursori.Tästä täytyy ottaa selvää.

Mevalonaattitiestä tulee myös ubikinonien sivuketju (UQ) solujen mitokondrioihin, joissa UQ on hengitystoiminnan obligatorinen komponentti. Redusoidulla ubikinonilla, ubikinolilla, on vahva scavenger-kyky ( 1 radikaali 1 molekyyliä kohden). Vain redusoitu muoto toimii antioksidanttina. Kudoksissa on normaalisti ubikinonia 10 kertaa enemmän kuin alfa-tokoferolia ( E-vitamiinia). C-vitamiini vesifaasissa tekee samaa antioksidanttifunktiota kuin ubikinoni lipidifaasissa. Suurin osa ubikinonista kehossa on aktiivissa muodossaan, paitsi aivoissa on vain 25 % ubikinonista redusoitua ( aktiivia) ubikinolia.

Mikä on dolikolin relevantti osuus 1 grammassa aivokudosta tai maksakudosta? Nämä ovat viittellisiä tietoja muistiinpanoissani n 10 v takaa.
Proteiinia 79 mg / grammassa aivoa, 181 mg/ g maksaa.
Fosfolipidejä 32 mg/g aivoa, 23 mg/ g maksaa.
Kolesterolia 13 mg/ g aivoa ja 2 mg/ g maksaa.
Dolikolia 153 ug/ g aivoa ja 578 ug/ g maksaa.
Dolikyylifosfaattia 22 ug/g aivoa ja 16 ug / g maksaa.
Ubikinonia 21 ug/ g aivoa ja 46 ug/ g maksaa.

Kaikki kolme mevalonaattitien tuotemolekyyliä ovat tärkeät neuronaalisessa funktiossa.
kolesteroli, dolikoli ja dolikolifosfaatti

SAPPIHAPOT

2009-04-03T08:16:00.001-07:00

SAPPIHAPOT
http://themedicalbiochemistrypage.org/images/bileacidsynthesis.jpg

SAPPIHAPPOJEN SYNTEESI JA TOIMINTA

Kolesteroli on monitoimimolekyyli ja yksi sen tärkeä tehtävä on antaa runkoa sappihappojen ja sappisuolojen muodostumiseen. Sappihapot ovat eräs kolesterolin synteesitien loppuhaara ja myös tapa, millä kolesterolia erittyy poispäin kehosta. Mutta sappihappojen muodostaminen on vajaa kykyinen eliminaatiotie siinä mielessä, että ne eivät voi toimittaa kaikkea aivan liikaa kolesterolia kehosta pois. Ne ovat eräs tärkeä funktiosykli sinänsä, jonka harteille ei voi sälyttää aivan liiallisten kolesterolimäärien poistamista sivutyönä niiden kaikkien muiden funktioiden ohessa. Tähän myös ravintosuositukset ovat antaneet normejaan helpottaakseen ja pitääkseen normaalirajoissa tätä sappihapposykliä. Keho tuottaa itse 700 g kolesterolia päiväsä ja ravinnosta siihen suositeltaisiin lisää vain 300 mg päivässä (NNR 2004).

Harperin tieto jo 1969 oli tämä:
MAKSAN toimittamassa sappinesteessä on sappihappoja 1,93% ( sappirakossa niitä on 9,14%). Sapen muita komponentteja maksassa (sappirakossa) ovat vesi 97 %( 85.92 %), kiinteitä aineita 2,52% ( 14,08 %), musiineja ja pigmenttejä 0.53%( 2.98 %), rasvahappoja ja rasvoja 0.14 % ( 0.32 %), kolesterolia 0.06% ( 0.26%), inorgaanisia suoloja ( 0.84% ( 0.65 %). Maksan toimittaman sapen pH on 7.1- 7.3 (ja sappirakossa pH on 6.9- 7.7) . Nämä luvut antavat hahmotusta sapen kosotumukselle ja ovat peräisin Harperista 1969.

MAKSASSA kolesterolista alkaa tulla sappihappoja:
Reaktio, joka hydroksyloi 7alfa- aseman kolesterolimolekyylissä, on tahtia rajoittava entsyymi sappihappojen synteesissä kolesterolista käsin. 7alfa-OH- kolesterolin muuttaminen sappihapoiksi on moniaskeleinen reastio.
Konjugoituminen glyko tai tauro (kolaateiksi) johdannaisiksi tapahtuu maksan mikrosomeissa ja siinä sappihapon -COOH- ryhmään konjugoituu joko aminohappo glysiini tai aminosulfonihappo tauriini ja silloin molekyyli muuttuu vesiliukoiseen muotoon. Nämä taas ottavat kaliumi(K+) tai natrium (Na+) jonin, jolloin on kyse sappisuoloista.
Täytyy myös huomioida, että koolihappo vaatii entsymaattisen aktivoitumisen (ATP ja CoA-SH avulla) Cholyl-SCoA muotoon ennen kuin se entsymaattisesti konjugoituu tauro tai glykokolaatiksi.

SAPPISUOLAT emulgoivat ruokasulassa ja alentavat pintajännitystä, jolloin ruokamolekyylit, jotka on rasvan peittämiä tulevat paremmin entsyymeille altiiksi ja pääsevät pilkkoutumaan ja imeytymään.

PRIMÄÄRIT SAPPIHAPOT
Nämä kaksi alla mainittua sappihappoa ovat primäärejä sappihappoja, joita muodostuu kolesterolista käsin.
KOOLIHAPPO ( Cholic acid, CA) on täysin tyydytetty sterolimolekyyli, jossa on 3,7, ja 12- asemissa OH-ryhmät.
KENODEOXYKOOLIHAPPO (chenodeoxycholic acid, CDCA ) omaa OH ryhmät 3 ja 7 asemissa.
Ihmisen sapessa nämä ovat kaikkein runsaimmat sappihapot, ensinmainittua 31 % ja toiseksi mainittua 45 %.

Suolen sisällä primäärit sappihapot joutuvat bakteerivaikutukselle alttiiksi ja muuttuvat sekundäärisiksi sappihapoiksi. Kolaatista tulee deoksykolaatti ja kenodeoksykolaatista tulee litokolaatti.
SEKUNDÄÄRISET SAPPIHAPOT OVAT
DEOXYKOOLIHAPPO ( deoxycholic acid, DCA) omaa OH ryhmät 3 ja 12 –asemissa.
LITOKOOLIHAPPO ( lithocholic acid, LCA) omaa vain yhden OH-ryhmän ja se on 3-asemassa.

Enterohepaattisessa kierrossa talletetaan näitä sappihappoja. (Kuitenkin siitä kolesterolista, mitä keho päivittäin eliminoi, puolet pääsee erittymän ulostuksien kautta).

Takaisin imeytyneet sappihapot konjugoidaan uudelleen
Maksan mikrosomin sisällä talletettujen sappihappojen uudelleen konjugoituminen tapahtuu taas COOH ryhmään glysiinin tai tauriinin amidi-sillalla, ennen kuin ne taas eritetään maksan sappitiehyeisiin. Niitä sanotaan glykokonjugaateiksi ja taurokonjugaateiksi. Biliaaritiehyeistä kerätään sappea suurempiin tiehyeisiin ja välivaiheena on sappirakko, johon sappea varastoituu tulevaista tarvetta ( rasva-ateriaa) varten. Sappihappojen lopullinen päämäärä on erittyminen ohutsuolen sisään, missä ne auttavat ravintolipidien emulgoinnissa. Suolen sisällä glysiinin ja tauriinin tähteet taas irtoavat sappihapoista ja nyt siten ne voivat joko erittyä ( pieneltä prosentilta) suolen muun massan joukossa tai ne absorboidaan uudestaan suolesta takaisin ja kuljetetaan maksaan. Tämä sykli on se enterohepaattinen kierto ( maksa- sappi- suoli- takaisin imeytyminen-maksasoluun oto jne) (enterohepatic circulation).

ULOSTUKSEEN erittyy normaalisti eniten näistä sappihapoista deoxykoolihappomuotoa. Mutta kolesteroliperäisiä muitakin eritemuotoja havaitaan, kuten neutraaleja steroideja ja fekaaleja steroleja, kuten coprostanolia, joka muodostuu alemmissa osissa suolistoa suoraan kolesterolista bakteerivaikutuksesta, joten kolesterolin poistaminen kehosta ei ole ainoastaan sappihappojen erittämisen varassa.

MITEN SAPPIHAPPOJEN HOMEOSTAASI SÄÄTYY

Sappihapot ja niistä erityisesti kenodeoxykoolihappo(CDCA) ja koolihappo(CA) voivat säätää geeniexpressiota, joka osallistuu niiden synteesiin ja täten ne voivat luoda takaisinsyöttömekanismin (feed back). Tämän säätelytien löytyminen tapahtui samalla kun selviteltiin farnesoidi-X-reseptoreja (FXRs) . FXRs-ovat eräs tumareseptorien superperhe joihin kuuluu steroidi/thyroidihormonireseptorien perhe ja myös maksan X-reseptorit (LXRs), retinoidi-X-reseptorit (RXRs) ja peroksisomiproliferaattori-aktivoituvat reseptorit (PPARs).

On olemassa kaksi geeniä, jotka koodaavat FXRs reseptoreita ja ne on merkattu FXRalfa ja FXRbeeta-nimillä.Ihmisellä on ainakin neljä isoformia alfa-reseptorigeenistä tuloksena aktivoitumisesta eri promoottoreilla ja alternantiivisista pilkkoutumisista ( FXRalfa 1,2,3, ja 4) . FXR-geeni tunnetaan myös nimellä NR1H4-geeni( tumareseptori NR alaperhe 1, ryhmä H, jäsen 4) . FXR-geenejä exspressoituu korkeimmin pitoisuuksin suolistossa ja maksassa.

Kuten kaikki tämän superperheen reseptorit, ligandi sitoutuu reseptoriin sytoplasmassa ja sitten kompleksi migroituu tumaan (nucleus) ja muodostaa heterodimeerin perheen muiden jäsenten kanssa. FXR muodostaa heterodimeerejä RXR-perheen jäsenten kanssa . Heterodimeerin muodostumista seuraa kompleksin sitoutuminen kohdegeenin spesifiseen sekvensiin, jota sanotaan hormoniin vastaavaksi elementiksi (HREs) ja tästä seuraa säädelty expressio. Yksi FXR:n pääkohteista on pieni heterodimeerinen partnerigeeni (small heterodimer partner (SHP) gene.Kun FXR on aktivoinut SHP-expression seuraa SHP-kohdegeenien transskription estymä.
Merkityksestä sappihappojen synteesille mainittakoon, että SHP vaimentaa kolesteroli 7-hydroxylaasigeenin ilmenemistä (CYP7A1). Ja juuri CYP7A1 taas on tahtia rajoittava entsyymi sappihappojen synteesissä kolesterolista käsin.

Eräs yrttiperäinen kolesterolia alentava supplementti jota sanotaan ”gugguliksi”. vaikuttaa siten, että tämän uutteen lipidikomponentti guggulsteroni (guggul = Commiphora mukul-puu Intiasta) toimii antagonistina FXR:lle. Mutta sen lisäksi että guggulsteroni vaikuttaa FXR-funktioon , se on näyttänyt voivan aktivoida pregnaani-X-reseptorinkin(PXR), joka on toinen tumareseptorien superperhe. PXR on todettu olevan litokoolihapon (LCA) ja muiden sappihappoprekursorimuotojen tunnistama reseptori. PXR-aktivaatio johtaa sappihapposynteesin vaimentumiseen, koska sillä on fysikaalista liittymää hepatosyytin tumafaktoriin 4alfa (HNF-4alfa), mikä vaikuttaa että tämä transkriptiotekijä ei enää kykene assosioitumaan transkriptionaaliseen co-aktivaattoriin PGC-1alfa (PPARgamma coaktivaattori 1 alfa), mikä taas lopulta johtaa CYP7A1 transkriptiofaktorin aktivaation katoamiseen . Sappihappometabolian säätelyn lisäksi PXR alentaa glukoneogeneesientsyymin PEPCK ilmenemää.

Muidenkin sappihappojen synteesiin puuttuvien geenien ilmenemistä säädellään FXR-toiminnalla. FXR- aktio voi joko indusoida tai vaimentaa näiden geenien expressoitumista.

Vaimentuvia geenejä on
edellä mainittu CYP7A1
ja lisäksi SREBP-1c,
steroli 12alfahydroksylaasi( jonka geenisymboli on CYP8B1
ja SLC10A1 (= solute carrier family 10 (sodium/bile acid cotransporter family), member 1 (gene symbol = SLC10A1).

Tämä viime mainittu geeni tunnistetaan Natrium (Na+)taurokolaatti-yhteiskuljettajapolypeptidinä NTCP (= Na+-taurocholate cotransporting polypeptide ).
NTCP on mukana siinä tapahtumassa, kun sappihappoja otetaan maksaan sinusoidaalin/basolateraalin kalvon kautta.
Täten sappihappojen välittämä NTCP-geeniexpression vaimenema voisi vähentää sappihappojen talteenottoa ja suojata maksaa liiallisten sappihappomäärien kertymän toksisilta vaikutuksilta.

Sappihapot vaimentavat myös erään toisen sappihappokuljettajan transskriptiota- tätä esiintyy sinusoidaalisessa/basolateraalisessa kalvossa. Tämä kuljettaja on natriumista riippumaton ja sitä nimitetään nimellä OATP1B1 (organic anion transporting polypeptide). Sen geenisymboli on SLCO1B1.
OATP1B1 merkattiin aiemmin OATP-C. Sappihappojen vaikutus OATP1B1 expressioon on epäsuora ja käsittää SHP-välitteisen aleneman HNF-4alfa-aktiviteetissa, mikä puolestaan vähentää toista maksaan rikastunutta transkriptiotekijää HNF-1alfa, ja se on taas tämän OAT1B1-geenin pääaktivaattori.

FXR:n indusoimiin geeneihin
SHP:n lisäksi kuuluu
maksan sappisuolojen ulospumppaaja (BSEP, bile salt export pump), monilääkeresistenssiproteiini3 ( multidrug resistance protein 3 MDR3)
ja monilääkerestenssiin littyvä proteiini2 ( multidrug resistance associated protein 2(MRP2).

Jälkimmäiset geenit ovat osallistuneet orgaanisten yhdisteiden uloskuljetukseen ja ne pystyttiin tunnistamaan niiden kyvystä kuljettaa lääkkeitä pois solusta, jolloin ne sallivat solulle kykyä vastustaa annetun lääkkeen tarkoittamaa vaikutusta.

MDR3 toimii normaalisti siten, että se translokoi fosfolipidejä hepatosyytin canalikulaarisen kalvon kautta. MDR3 on jäsen ATP:.tä sitovien kuljetusmolekyylien perheessä (ATP-binding cassette (ABC) family). MDR3 tunnetaan ABCB4.
Tästä voi päätella, että sappihappojen välittämä MDR3 expression lisääntymä on välttämätöntä, jotta maksasoluille salliutuu mahdollisuus vastata sappihappojen toksisuuteen muodostamalla kolesterolia, fosfolipidejä ja sappihappoja sisältäviä misellejä.

BSEP on myös jäsen ABC-kuljettajamolekyylein perheessä ja silläkin on toinen nimi: ABCB11. Se osallistuu sappihappojen uloskuljettamiseen maksasoluista ja täten se vähentää sappihappojen toksisuutta näissä soluissa.

Pääasiallisin kliininen merkitys näillä FXR kohdegeeneillä tulee kyseeseen useissa perinnöllisissä kolestaattisissa maksahäiriöissä. BSEP-mutaatiot ja MDR3 mutaatiot ovat assosioituneet familiaaliseen intrahepaattiseen kolestaasiin tyyppiä 2 ja vastaavasti tyyppiä 3
Mutaatio MRP2 geenissä liittyy Dubin-Johnsonin oireyhtymään, mikä on eräs muoto perinnöllistä hyperbilirubinemiaa.

SAPPIHAPOT AINEENVAIHDUNNALLISINA SÄÄTELIJÖINÄ

Sappihapoille on alunperin tunnistettu neljä primääriä fysiologisesti merkitsevää funktiota.
1.Sappihappojen synteesi ja sitä seuraava erittyminen fekekseen edustaa ainoaa merkitsevää liian kolesterolin eliminaatiomekanismia.
2. Sappihapot ja fosfolipidit saattavat sapessa olevan kolesterolin liukenemaan ja siten estävät että ei muodostu kolesterolikiviä ja saostumaa sappirakossa.
3. Sappihapot edistävät ravintorasvan, triasyyliglyceridien (TG) sulamista emulgoimalla, jolloin rasvat ovat paremmin haimalipaasien pilkottavissa.
4. Sappihapot edistävät rasvaliukoisten vitamiinien A,D, E ja K imeytymistä suolistosta.

Viime aikoina on saatu uusia oivalluksia sappihappojen biologisista vaikutuksista.
Sappihapot kontrolloivat omaa aineenvaihduntaansa ja kuljetustaan enterohepaattisessa kiertokulussa ,
säätelevät lipidien aineenvaihduntaa,
säätelevät glukoosin aineenvaihduntaa,
kontrolloivat maksan regeneroitumisen signalointitapahtumia
ja säätelevät yleistä energian käyttöä.

Sen jälkeen kun on saatu eristettyä, hahmotettua ja luonnehdittua FXR ( farnesoidireseptorit), joiden fysiologisia ligandeja sappihapot ovat, on alkanut selvitä sappihappojen funktiot lipidien ja glukoosin homeostaasin säätelyssä.

Kuten yllä on viitattu, sappihappojen sitoutuminen FXR-reseptoreihin johtaa useiden sappihappohomeostaasiin osallistuvien geenien expression vaimentumiseen.
Kuitenkaan sappihappojen aineenvaihduntaan osallistuvat geenit eivät ole ainoita, jotka ovat sappihappojen sitoutumisen seurauksena johtuvasta FXR-aktiosta säätyviä.

Maksassa FXR-aktion tiedetään säätävän
lipidimetaboliaan osallistuvien geenien ilmenemistä ( esim SREB-1c)
lipoprotiinimetaboliaan osallistuvien geenien ilmenemistä ( esim apoC-II)
glukoosimetaboliaan osallistuvien geenien ilmenemistä ( kuten PEPCK)
ja hepatoprotektioon osallistuvien geenien ilmenemistä( kuten ( CYP3A4), mikä aluksi tunnistetiin nifedipiinioksidaasina ja nifedipiini taas oli kalsiumkanavaa blokeeraava lääkeryhmän aine.

Sen lisäksi että sappihapot osallistuvat rasvojen emulgoimiseen suolessa ja aktivoivat FXR-reseptoria, ne osallistuvat myös useisiin signaalitransduktioprosesseihin aktivoimalla c-JUN-N terminaalisen kinaasin (JNK) ja myös mitogeenilla aktivoituvan proteiinikinaasin (MAPK) tiet.

Toisia jäseniä tumareseptoriperheestä, joita sappihapot pystyvät aktivoimaan, on
edellä mainittu pregnaani-X-reseptori(PXR),
sekä konstitutiivinen androstaanireseptori (constitutive androstane receptor, CAR)
ja vitamiini D-reseptori (VDR).
Sitten on vielä eräs lisäreseptori, joka aktivoituu vasteena sappihapoille ja sillä voi olla merkitystä obesiteetin kontrollissa. Tämä on transmembraaniseen G-proteiinin kytkeytynyt sappihapporeseptori-1 , alunperin sen merkintä oli TGR5. Kun TGR5 aktivoituu ruskeassa rasvakudoksessa, seuraa termogeniinin aktivaatio, mikä johtaa lisääntyneeseen energien kulutukseen (thermogenin (uncoupling protein 1, UCP1).

Liian dietäärin tai lääke- fytosterolin vaara

2009-04-03T02:02:00.000-07:00

Fytosterolien kliinisistä sovellutuksista on eräs uusi kommentti:

LÄHDE: Sabeva NS, Liu J, Graf GA.The ABCG5 ABCG8 sterol transporter and phytosterols: implications for cardiometabolic disease. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes. 2009 Apr;16(2):172-7.

Tämä katsaus tekee yhteenvetoa viimeaikojen kehityksestä ABCG5 ABCG8( G5G8) kuljettajan aktiviteetistä, säätelystä ja fysiologiasta ja sen xenobioottisten substraattien, fytosterolien, käytöstä kolesterolia alentavana aineena kardiovaskulaaristen tautien hoidossa.

Äskettäiset tieteen edistymiset tällä alalla viittaavat siihen , että G5G8 ja sen substraatit ovat merkitseviä seikkoja niissä komplikaatioissa, joita liittyy metaboliseen oireyhtymään.

Mitä aivan viime aikoina on havaittu?

Tuoreet raportit laajentavat sitosterolemian kliinistä kuvaa siten, että siihen liittyy myös trombosyyttien ja lisämunuaisten dysfunktio.

G5G8-sterolien kuljettaja ( sterol transporter) on kriittinen kolesterolin hepatobiliaariselle eritykselle non-patologisissa tiloissa ja assosioituu kolesterolisappikivien muodostumisalttiuteen ( cholesterol gallstone susceptibility)

Lopuksi mainitaan, että se hyöty, mikä fytosterolisupplementtien käytöstä koitui kolesterolin alentumisena, johtaa toistaalta vaskulaarisen dysfunktioon ( verisuoniston puolen toiminnan huononemiseen). Tämä viittaa siihen, että olisi suurempaa hyötyä vaihtoehtoisista strategioista kolesterolin imeytymisen vähentämisessä.

Johtopäätös. Insuliiniresistenssi kohottaa G5G8 toimintaa ja lisää alttiutta kolesterolisappikivien muodostukseen.

Tämä kuljettaja, G5G8 transporter, on kriittinen , jotta saadaan suljettua pois fytosterolit suoliston absorptioteistä. Jos vaarantaa tämän protektiivisen mekanismin rajallisia mahdollisuuksia fytosterolisupplementaatioilla, vähenee kolesterolin alentamisessa saadut kardioprotektiiviset edut. ( Tämä asia on osoitettu kardiovaskulaarisen taudin hiirimallissa).

03/04/2009 10:59

Sterolit ja fosfolipidit kalvorakenteessa

2009-04-03T01:08:00.000-07:00

Mitä sterolin laatu vaikuttaa solukalvoon?

LÄHDE: Hac-Wydro K, Wydro P, Jagoda A, Kapusta J.The study on the interaction between phytosterols and phospholipids in model membranes. Chem Phys Lipids. 2007 Nov;150(1):22-34. Epub 2007 Jun 14

STEROLIT ovat solukalvojen pääkomponetteja. Vaikka KOLESTEROLI nisäkässoluissa dominoi näissä steroleissa, voidaan ihmiselimistössä löytää myös KASVISSTEROLEJA( fytosteroleja, phytosterols). Fytosterolemiassa ( phytosterolemia) niitä löytyy jopa erityisen suuria pitoisuuksia ja sellainen saattaa vaikuttaa vahvasti solukalvojen ominaisuuksiin.

Tässä työssä vuodelta 2007 tutkijat ottivat selvää fytosterolien vaikutuksen solukalvon ominaisuuksiin ja he käyttivät mallikalvona seosta ”Langmuir monolayers”, jolla he selvittivät fosfolipidien (PL) ja fytosterolien välistä interaktiota. Tutkijat valitsivat seuraavat sterolit beta-sitosterolin ja stigmasterolin sekä koko joukon fosfolipidejä (PL), sekä fosfatidyylietanolamineja (kefaliineja, PE) että fosfatidyylikoliineja (lesitiinejä, PC). Näiden fosfolipidien polaarinen pää ovat erilainen ja niiden hiilivetysivuketjut ovat eri pituisia ja eri asteisesti tyydyttämättömiä.

Molekyylien välisiä interaktioita luonnehdittiin steroli/fosfolipidikalvoseoksissa käyttämällä mittana keskimääristä pinta-alaa molekyyliä kohden (A(12) ja sekoittumisen vapaan energian ylijäämää (DeltaG(Exc)). (Kommenttini: plasmakalvoissa kolesteroli pitää huolta, että sijoittuma fosfolipideissä on energeettisesti tiukan edullinen ja mitä funktionaalisin solun monien vaateiden kannalta, joista vesitiiveys ja fluiditeetti ovat tunnetuimmat- fluiditeetin muodostamiseen osallistuu kolesterolin isopreenirakenteinen sukulaismolekyyli dolikoli).

Sterolien vaikutus yksinkertaisten fosfolipidikerrosten molekulaarisiin järjestymisiin analysoitiin perustamalla ”compression modulus”- arvoihin (tiivistymiseen, kokoonpuristumiseen). Havaittiin, että fytosterolien inkorporoituminen fosfolipidikerroksen joukkoon lisäsi niiden tiheyttä (condensation). Kasvissteroleilla näytti olevan suurempi affiniteetti lesitiineihin ( PC) kuin kefaliineihin(PE) Fytosterolit vuorovaikuttivat vahvemmin sellaisiin fosfolipideihin, joilla oli pidemmät ja tyydytetymmät sivuketjut. Johtopäätöksenään tutkijat ilmoittavat, että sterolin rakenne (kolesteroli, beta-sitosteroli, stigmasteroli) ei vaikuttanut yksittäisen fosfolipidin stabiilimpien kompleksien stokiometriaan, mutta sen sijaan vaikutti niiden stabiilisuuteen.

Nimittäin vahvimmat interaktiot( siis edullisimmat) havaittiin kolesteroli/fosfolipidiseoksissa , ja heikoimmat niissä seoksissa, joissa oli stigmasterolia.

Fytosterolemia - hyvin harvinainen tauti

2009-04-03T00:17:00.000-07:00

Ensimmäinen (hyvin harvinainen) fytosterolemiatapaus Ruotsissa. Potilaskuvaus vuodelta 1996.

Vuonna 1996 julkaisi Ruotsin Lääkärilehti artikkelin otsikolla Fytosterolemi okänd men allvarlig sjukdom. Xantomatos i barndomen varningssignal. Artikkelin olivat koostaneet Hallböök T, Kristiansson B, Hildebrand H, Nordin G, Lutjohan D. ja Björkhem I,. Läkartidningen Vol. 93; nr 47; ss 4275-6.

Suomennan tämän artikkelin vanhasta Lääkärilehdestä:

FYTOSTEROLEMIA

Fytosterolemia on harvinainen autosomaalinen resessiivinen xantomatoosi, jossa on huomattava alttius varhaiselle sepelvaltimooitten ateroskleroosille. Xantoomia voi kehittyä huolimatta vain kohtalaisesti kohonneista veren kolesteroliarvoista. Tautia luonnehtii kasviperäisten sterolien lisääntynyt imeytyminen suolesta ja havaitaan veressä sekä kudoksissa vahvasti kohonneet pitoisuudet näitä yhdisteitä. Perustavaa biokemiallista puutosta ei tunnettu vielä 1996. Ruotsin ensimmäinen diagnosoitu fytosterolemia tapaus kuvataan tässä artikkelissa.

KASVISTEROLIT eli FYTOSTEROLIT

Kasvisterolit ovat kasveille tärkeitä lipidikomponetteja ja sellaisia yhdisteitä on kuvattu suuri määrä. Rakenteeltaan ne muistuttavat kaikki kolesterolia ja kaikkein tavallisimmat kasvisterolit eroavat kolesterolista ainoastaan sivuketjultaan. Määrällisesti tärkein kasvisteroli on sitosteroli , jonka kolesterolisivuketjun 24 asemassa on etyyliryhmä.

KASVISTEROLILÄHTEET

Tärkeitä dietäärisiä lähteitä kasvisteroleille ovat kasviöljyt, pähkinät, viljatuotteet, rasvapitoiset vihannekset ja hedelmät. Kasvisterolien saanti päivittäin vaihtelee tietysti dieetin mukaan. Amerikassa on laskettu kasvisterolien päivittäisen saannin olevan noin 180 mg, kun taas Japanissa määrä arvioidaan yli kaksinkertaiseksi. Kasvisterolit ovat noin 20% normaalin länsieurooppalaisen tai amerikkalaisen ravinnon steroidien kokonaismäärästä.

KASVISTEROLIEN IMEYTYMINEN SUOLESTA

Kun ravinnon kolesterolista imeytyy 30-50 %, niin kasvisteroleilla tämä vastaava prosentti on vain noin 5%. Syy tähän kasvisterolien huomattavasti huonompaan imeytymiseen ei ollut vuoteen 1996 mennessä vielä selvitetty perusteellisesti, mutta arveltiin, että syynä niiden huonompaan absorptioon olisi paljon vähempiasteinen esteröityminen ohutsuolen limakalvolla verrattuna kolesterolin esteröitymisiin. Ruotsalaisten tekemät tutkimukset osoittavat, että ihminen ei normaalisti metaboloi kasvisteroleja sappihapoiksi.

KASVISTEROLIT VERENKIERROSSA

Normaalsiti nähdään verenkierrossa vain hivenmääriä kasvisteroleja, alle 1 % kolesterolin pitoisuudesta. Tavallisesti käytetty entsymaattinen metodi, jolla määritellään kolesterolia, mittaa samalla myös kasvisteroleita. Kasvisterolien tarkempaan analyysiin käytetään kaasukromatografiaa mahdollisesti kombinoituna massaspektrometriaan.

KASVISTEROLIEN LISÄÄNTYNYT IMEYTYMINEN

Vuonna 1973 kuvasivat Bhattacharyyaet Connor kaksi sisarusta, joilla esiintyy ihonalaisia (subcutaanisia) xantoomia ja jännexantoomia, joita oli kehittynyt varhaislapsuudessa, vaikka verenkierrossa esiintyneet kolesterolimäärät olivat normaaleja. Heillä oli kasvissterolien osuus plasmassa 11-16 % plasman totaalisteroideista ja kasvisterolien imeytyminen suolesta oli vahvasti lisääntynyt. Tästä tauti sai nimensä sitosterolemia tai fytosterolemia.

Tämän tapauksen jälkeen on havaittu maailmasta 30 -40 potilastapausta, joissa on sama autosomaalinen resessiivinen tauti. (Tästä on tehnyt katsauksen Björkhem et Muri-Boberg).

Tavallisin kliininen komplikaatio xantoomien lisäksi on varhainen koronaariateroskleroosi ja hemolyysi. On myös kuvattu pernan suurenemista ja artriittivaivaa (nivelvaivaa). Kaikkein vakavin seuraamus fytosterolemiasta on toisinaan hyvin varhain kehittyvä koronaaritauti. Vakavaa angiina pectorista ja sydänkuolemaa on esiintynyt useilla tunnetuista potilaista alle 20 vuoden iässä.

TAUDIN TAUSTASYY ON OLLUT TUNTEMATON 1996

Fytosterolemian taustalla olevaa biokemiallista defektiä ei vielä tiedetty 1996. Näillä potilailla imeytyi kasvisterolien lisäksi myös kolesteroli ja äyriäisten steroidit tavallista suuremmassa määrin. Samalla vaikuttaa, että kasvisterolien erittyminen maksasta sappeen on puolestaan vähentynyttä. Tämä lisää taipumusta sterolien kumuloitumiseen verenkiertoon ja kudoksiin. Selityksenä kombinoituun imeytymisdefektiin on esitetty mm. oletus ACAT entsyymin vähentyneestä steroidispesifisyydestä, oletus häiriöistä trans-sellulaarisessa kuljetusprosessissa, oletus vähentyneestä aktiviteetista suolimukoosasolun HMG-CoA-reduktaasissa

(Entsyymit: ACAT= acyl-CoA-kolesteroli- acyltrasnferaasi

HMG-CoA-reduktaasi= hydroksimetyyliglutaryyli-CoA-reduktaasissa),

Lisääntynyt sitosterolin esteröityminen suolenlimakalvolla voisi johtaa lisääntyneeseen absorptioon, kun taas vastaava esteröitymisen lisääntyminen maksassa voisi tuottaa vähentynyttä sapen erittymistä.

Fytosterolemiapotilailla on kolesterolisynteesi vähentynyt puoleen tai alle puoleen. Monet tiedemiesryhmät ovat havainneet myös vähentynyttä kolesterolin hajoamista sappihapoiksi.

Todennäköistä on, että nämä muutokset ovat sekundäärisiä steroidien hyperabsorptiolle suolesta.

Koe-eläimellä on tutkittu, mitä muutosta vaikuttaa sitosteroli-infuusio aineenvaihduntaan: Se näyttää johtavan sappihappojen biosynteesin nopeutta säätelevän entsyymin alentuneeseen aktiivisuuteen. Tämä entsyymi on kolesteroli-7alfa-hydroksylaasi. Fytosterolemiapotilailla vaikuttaa tämän entsyymin aktiivisuus olevan vähentynyt.

On myös epäselvää, miksi vain hieman kohonneilla ja toisinaan normaaleillakin kolesteroliarvoilla kuitenkin näille potilaille kehittyy xantoomia ja varhaista sydän-verisuonitautia kasvisterolien akkumulaatiosta. Yksi mahdollisuus on, että kohonneet pitoisuudet verenkierron kasvisteroleja vaikuttaa lipoproteiinien stabiliteettiin ja kudokseen ottoon. Korkeat pitoisuudet kasvisteroleja ovat sytotoksisia viljellyille endoteelisoluille.

Noin vuonna 1995 diagnosoitiin Skandinaviassa ensimmäinen fytosterolemiatapaus, 4-vuotias norjalaistyttö. Tämä artikkeli ( 1996) kuvaa tarkemmin ensimmäistä ruotsalaista potilastapausta.

TAPAUSKUVAUS

16 vuotias poika oli 5- vuotiaasta alkaen saanut kehoonsa xantoomia polvi -ja kyynärtaipeisiin, pakaroihin ja silmien alle. Sitten kehittyi xantoomaa myös kyynärpäihin. Koska epäiltiin familiaarista hyperlipoproteinemiaa tyyppiä II A, aloitettiin dieettihoito. Siinä vaiheessa S-kolesteroli oli 13,9- 15, 3 mmol/l ja S-triglyseridit 1,1-0,9 mmol/l.

Pojalta katsottiin plasman lipidien analyysi ja siinä osoittautui LDL-fraktio olevan koholla (LDL 10,9 mmol/l).

Lipidielektroforeesi osoitti vahvasti kohonneita LDL-osuuksia ja LDL-kolesteroli oli 10,9 mmol/l.

Dieettihoidolla S-kolesteroli laski puoleen.

Xantoomat eivät kuitenkaan hävinneet, vaan niitä tuli lisää, joten aloitettiin Questran ja S-kolesteroli laski tasoon 4 mmol/l.

10 vuoden iässä havaitiin kohtalainen verihiutaleitten vähyys, trombosytopenia (TPK 100*10E9/l) ) ja lievää maksavaikutusta (S-ASAT, S-ALAT noin 1,0 ukat/l).

13- vuoden iässä todettiin perikardiitti ja sen syitä selvitettiin tarkasti.

Uusi lipoproteiinien selvitys tehtiin myös. Lp(a) oli koholla.

15- vuoden iässä edelleen hoidettiin perikardiumasiaa. Oli tapahtunut exudaatin muodostusta toistuvasti sydänpussiin, vaikka oli ollut 1,5 vuoden steroidihoito.

Maksa-arvot olivat 1-31 tasoa ukat/l. Maksabiopsiasta saatiin vastaus: steatoosi, maksan rasvoittumaa ym. Mutta osittaisen perikardiumin poiston jälkeen maksa-arvot tasoittuivat noin tasoon 2 ukat/l.

TROMBOSYYTTIFUNKTIO

Kun poika oli 10 vuotias, trombosyytit olviat yllämainitulla tasolla( 100), mikä sinänsä on riittävä. Prednisolonikuurin aikana kuitenkin komplikaationa kehittyi vuotava pohjukaissuolihaava. Tästä tehtiin tarkennettu tutkimus trombosyyttifunktiosta ja todettiin dysfunktio, trombosyyttien toiminnan vajaus, mistä johtui pidentynyt vuotoaika ja heikentynyt trombosyyttien takertuvuus. Sydänpussin operaation jälkeen tilanne stabiloitui ja maksa-arvot laskivat, muta pojalla alkoi tuntua subjektiivisia vaivoja kuten väsymystä, säärisärkyjä, akillesjänteitten ja polvien tenosynoviitteja. Teini-iän kehitys sinänsä oli aivan normaalia.

Kun poika oli 15 vuotias, tehtiin oletus fytosterolemiasta.

Nyt tehtiin tarkennusta varten tauko kolestyramiinihoidossa parin viikon ajalta ja seerumikokeet lähetettiin kasvisterolien analyysiin. Tällöin havaittiin

vahvasti koholla olevatfytosterolit

sitosteroli ( 1,0 mmol/l; normaalisti vain 0,02 mmol/l) ja

kampesteroli ( 0,8 mmol/l; normaalisti 0,03 mmol/l).

Sitten asetettiin takaisin kolestyramiinihoito, mikä johti molempien kasvisterolien alentuneisiin arvoihin: 22% sitosterolilla ja 50% kampesterolilla).

Kolesterolipitoisuus laski tällä hoidolla tasolta 4,4 mmol/l tasoon 2,8 mmol/l eli lasku oli 36%.

Nyt selvitettiin herediteetti, ja osoittautui että vanhemmat olivat terveitä, ilman hyperlipidemiaa tai kasvisterolien kohoamaa verenkierrossa, mutta saatiin tietää, että pojan isoiti oli kuollut 45 vuoden ikäisenä, siis nuorena, ja obduktiossa oli havaittu myoinfarkti ja aortan arterioskleroosi. On mahdollista että pojan äidin äidillä on ollut fytosterolemia.

Tämän pojan tautia pidetään varmana fytosterolemiana, mistä on myös kirjallisuudessa samanlaisia tietoja. Xantoomat, kohonneet kolesteroliarvot, artriittivaivat ja verihiutaleitten häiriöt ovat tavallisia fytosterolemiassa, mutta ruotsalaislääkärit eivät löytäneet 1996 mennessä yhtään mainintaa kirjallisuudessa perikardiitista kuten heidän potilaallaan ( sydänpussintulehduksesta).

3.4.2009 9:02

Kolesteroli, oxysterolit V. Leonin mukaan

2009-04-02T10:23:00.000-07:00

Kolesterolin ja oxysterolien merkitys.
Leoni Valerion väitöskirjan perusteella.Suomennosta ja lyhennelmää väitöskirjasta.

Kolesterolin merkitys
Kolesterolin biosynteesi
Kolesterolin synteesin jarrutus
Kolesterolin aineenvaihdunnasta
Kolesterolin eritys
Kolesteroli ja aivot
De novo - synteesi, uudissynteesi
Lipoproteiineista (Lp) kolesterolia LRP1 proteiinin avulla
Liian kolesterolin eliminaatio
ApoE
Kolesterolin tuotanto ( efflux) aivoista ulospäin
Kolesterolihomeostaasi Alzheimerin taudissa
Amyloidin muodostus ja statiinien edut
Entä Oxysterolit
Oxysterolien ominaisuuksista
24-hydroxykolesteroli
27-hydroxykolesteroli
AD tauti ja sterolien muodot
7-oxygenoituneet kolesterolilajit
MS ja oxysterolilajit
Oksidatiivinen sressi ja lipidiperoxidaatio
Oxysterolit merkkinä oksidatiivisesta stressistä, lipidiperoksidaatiosta ja ateroskleroosista
Veriaivoeste, BBB ( Blood-brain barrier)
BBB omaa tehtävän suojata keskushermostoa
Likvor, aivoselkäydinneste, CSF, Cerebrospinal fluid
Likvorin laboratoriotutkimuksista
Multippeli Scleroosi (MS)
Miten aksonivaurio MS-taudissa tapahtuu?
Alzheimerin tauti

LÄHDE Leoni Valerio.
On the possible use of oxysterols for the diagnosis and evaluation of patients with neurological and neurodegenerative diseases. Stockholm KI (2005). ISBN91-7140-255-1

Tämä väitöskirja sisältää lähdetiedoissaan niin paljon hyvää ainesta kolesterolin aineenvaihdunnasta aivoissa, että katson aiheelliseksi kerrata perustietona ja suomentaa, mitä nyt asiasta tietoa saa- varsinkin kun tutkimukset ovat koko ajan käynnissä ja monia asioita on vielä hämärän peitossa. Tämän takia on hyvä tietää, mitä jo tiedetään. Muutama lisämerkintä joukossa (FASS, Harper)

KOLESTEROLIN MERKITYS

Kaikissa selkärankaisten soluissa on kolesterolia ja se on tärkeä rakenteellinen elementti. Se pitää yllä solukalvojen fosfolipidien kaksoiskerroksen rakennetta ja funktiota ja sitä pidetään myös tärkeänä kalvojen fluiditeetin puskurina. Se on lisäksi sappihappojen, steroidihormonien ja D-vitamiinin esimolekyyli. Kolesteroli eroaa muista kehon lipideistä erityisellä tavalla: Se on kalliisti syntetisoitu; käytetty joka solun struktuurin koostamiseen; sitä säästetään eri järjestelmillä; sitten sitä eritetään, mutta sitä ei käytetä energiaksi missään vaiheessa. ( Huom: Ravinnon kolesteroli vain moduloi kehon oman kolesterolin synteesijärjestelmiä, mutta sitäkään ei voida käyttää energiaksi). Kolesteroli on keholle erittäin välttämätön molekyyli. De novo-synteesi ja kiertävistä lipoproteiineista (Lp) soluunotto kattaa solujen tarpeet. Miltei joka solu osaa tehdä kolesterolia ja synteesi ottaa energiaa. Jokin solu osaa tehdä kolesterolia muillekin soluille, ja jokin taas lähinnä ottaa sitä vastaan. Liika kolesteroli on solutoksinen ja moni strategia poistaa sitä. Solut saavat exogeenisen kolesterolinsa LDL-partikkeleitten kuljettamana ( Low Density Lipoproteins) ja liiat palautetaan maksaan kolesterolin ”käänteiskuljetuksella” HDL-partikkeleitten avulla ( High Density Lipoproteins)- ja kuljetuksessa tarvitaan ATP:tä sitovia kuljettajia (ABC-kuljettajat).
Normaalisti keho tekee itse 60 % kolesterolistaan (noin 700 mg päivässä). Maksa syntetisoi 10 % kehon kolesterolista ja suolisto myös.
Suositellaan , että ravinto toisi päivittäin korkeintaan 300 mg kolesterolia.

KOLESTEROLIN BIOSYNTEESI

Biosynteesissä on viisi tärkeää kohtaa

Ensi vaiheet: Tavallisesta aineenvaihdunnasta etikkahappotasosta (C2.0) löytyy aktiivia etikkahappoa asetyyli-coentsyymiA (CoA), ja se voi alkaa rakentua myös kolesteroliin päin; ensin asetoasetyyli-CoA molekyyliksi, mutta sitten tarvitaan avainentsyymiä HMG-CoA syntetaasi, joka tekee HMG-CoA-molekyylin ja sitten reduktaasia

Toiseksi: Näistä edellisistä muodostuu mevalonaattia, joka on isoprenoidiyksikkö (Mevalonaattikinaasi, fosfomevalonaattikinaasi ja dekarboksylaasi tarvitaan entsyymeiksi)

Kolmanneksi: Kuusi isoprenoidiyksikköä kondensoituu skvaleeniksi.
(geranyylipyrofosfaattisyntetaasi, farnesyylipyrofosfaattisyntetaasi, ja skvaleenisyntetaasi on tarvittu)

Neljänneksi: Skvaleeni alkaa syklisoitua steroidiksi, lanosteroli.

Viidenneksi: Lanosteroli järjestäytyy kolesteroliksi (C27H46O)
(Voi syntyä isopreenitiestä myös dolikolia, dolikolifosfaattia, ubikinonia, proteiinien isoprenylaatioita)
http://www.nature.com/nrm/journal/v2/n9/images/nrm0901_657a_f3.gif

KOLESTEROLIN SYNTEESIN JARRUTTAMINEN

Kaikkein tärkein askel, missä voi alkaa jarruttaa kolesterolisynteesiä, on vaihe joko ennen HMG-CoA molekyylin synteesiä tai ennen reduktiota.

HMG-CoA (3beeta-hydroxy-3-metyyliglutaryyli CoA) pitää muuttaa mevalonihappomuotoon reduktaasin avulla HMG-CoA reduktaasi.
Tämä reduktaasientsyymi on erityisen tehokkaasti säädelty: negatiivisellä feed back-menetelmällä, proteiinitasolla ja transkriptiotasolla. Jälkimmäiseen taas voi vaikuttaa oxysterolit ja sappihapot. Tähän entsyymiin kohdistetaan lääkevaikutus

FASS2005 Seeruminlipidejä laskevat aineet
HMG-CoA-reduktaasin estäjät: Näitä ovat simvastatiini, pravastatiini, fluvastatiini, atorvastatiini, rosuvastatiini.
Eräillä lääkeaineilla on ollut haittana HMG-CoA molekyylin syntetisoituminen ja kertyminen, koska vain reduktio estyy, ja tästä on seurannut lihaskipuja.

KOLESTEROLIN AINEENVAIHDUNNASTA

Kolesteroli on veteen liukenematon ja kulkee verenkierrossa lipoproteiinien (Lp) mukana. Se otetaan suolistossa talteen ja kuljetetaan imuteitä kylomikroneissa CM (chylus, maitiainen) verenkierron puolelle. Maksaan kertyy sitten periferiasta käänteisellä kuljetuksella HDL partikkeleita ja CM-tähteitä. Kolesteroli voi esteröityä kolesteroliestereiksi (KE) ja muuntua sappihapoiksi ja erittyä, joutua enterohepaattiseen kiertokulkuun joksikin aikaa.

Maksa voi pakata VLDL-partikkeleita ( hyvin keveitä rasvapartikkeleita) lähetettäväksi kehoon. Entsyymit voivat muovailla näitä partikkeleita, kun ne ottavat niistä esim. lipoproteiinilipaasilla (LPL) irrottaen kolmen rasvahapon omaavista glyseroleista (TG) eli triglyserideistä (neutraalirasvoista) vapaita rasvahappoja (FFA, free fatty acids) .

LDL-kolesterolia varten soluissa on reseptorinsa LDLR ja tarkka säätely.
LDL-käyttää ApoB-lipoproteiinia. Jos soluun tulee kolesterolia, synteesivaiheissa inhiboituu reduktaasientsyymi, samoin solun endogeeni kolesterolisynteesi estyy ja samalla kolesterolin esteröityminen stimuloituu ACAT-entsyymillä ( AcylCoA: kolesteroli asyylitransferaasi).

Maksaan palautetaan kolesteroliestereitä HDL-partikkeleissa, joissa on ApoA. Ne saavat kolesterolia suoraan plasmamebraaneista. Siirto on ABC-kuljetusproteiiniperheen välittämää.
Kolesterolin seurassa viihtyy isoprenoidisivuketjuiset rasvaliukoiset vitamiinit. (Esim. K1 vitamiini kukee kylomikroneissa samaa reittiä ja jakaantuu HDL-ApoA1 ja LDL-ApoB partikkeleihin tietyssä laskettavissa olevassa suhteessa).

KOLESTEROLIN ERITYS

Noin gramma (1 g) kolesterolia erittyy päivittäin kehosta. Noin puolet tästä menee ulostuksen mukana muututtuaan sappihapoiksi. Loput erittyy metaboloitumattomina kolesteroleina.
Sappihapoilla on tärkeä tehtävä rasvojen, kolesterolin, vitamiinien ja lääkkeitten liukoisuudessa ja absorptiossa. Noin 95 % sappihapoista resorboituu uudestaan suolesta ja palaa maksaan maksan porttilaskimon kautta (enterohepaattinen kiertokulku).
Sappihappojen synteesissä on kaksi päätietä, neutraalitie alkaa tahtiarajoittavalla entsyymillä kolesteroli 7alfa-hydroxylaasi. Alternatiivi tie, joka on asidinen, hapan, alkaa 27-hydroxylaasilla. Normaalisti terveillä on neutraalitie pääasiallisessa käytössä.

KOLESTEROLI JA AIVOT

Kolesteroli edustaa 2-3 % aivojen painosta. 25 % kehon kaikesta kolesterolista on asettunut aivoihin. Koska veriaivoneste (BBB) estää tehokkaasti kolesterolin oton aivoihin verenkierrosta suoraan, de novo- synteesi on vastuussa miltei kaikesta aivoperäisestä kolesterolista. BBB ( blood brain barrier) estää isojen molekyylien diffuusion tight junction- tasolla kapillaarien ja endoteelien välillä. On osoitettu, että aivojen endoteelisoluilla on kykyä ottaa LDL-kolesterolia luminaalisten LDLR- reseptoreittensa kautta ja translokoida (siirtää LDL seinämän toiselle puolelle) solujen läpi.

Pääosan aivojen kolesterolista oletetaan olevan kahdessa altaassa, toinen niistä on myeliinitupet (oligodendrogliiat) ja toinen on astrosyyttien ja neuronien plasmamembraanit.
Aivojen kolesterolista on 70 % liittynyt myeliiniin ( hermokaapeleitten eristysaine) Valkeasta aineesta on puolet rakentunut myeliinistä ja toistaiseksi tiedetään aivojen olevan kehon kaikkein kolesterolipitoisin elin. Hermokudos kykenee syntetisoimaan kolesterolia ja synteesitahti lisääntyy aivojen kehityksen aikana, mutta sitten tahti tasaantuu hyvin mataliin tasoihin aikuisuudessa. Jälkimmäinen selittyy hyvin tehokkaasta aivojen kolesterolimolekyylien kierrätyksestä. Tästä seuraa, että aivojen kolesterolin puoliintumisaika aikuisen aivoissa on hyvin pitkä, voi olla jopa 5 vuotta.

DE NOVO SYNTEESI, KOLESTEROLIN UUDISSYNTEESI

HMG-CoA-syntaasi esiintyy joissain neuronaalisissa solupopulaatioissa, mutta muita lukuisia kolesterolisynteesin entsyymeitä aivoista ei ole vielä tutkittu. On havaittu useissa viljellyissä embryonaalisissa tai postnataalisissa animaalisissa neuronisoluissa kolesterolin synteesiä. Tämän väitöskirjan mukaan neuronit vaativat gliaperäistä kolesterolia synapsien muodostumiseen. Siis oma neuronaalinen kolesterolituotanto ei ole riittoisa tai sitä ei ole.
Astrosyytit syntetisoivat 2-3 kertaa enemmän kolesterolia kuin neuronit ja fibroblastit. Myelinisaatioprosessista vastaavat solut, oligodendrosyytit, omaavat vielä suuremman kapasiteetin syntetisoida kolesterolia.
On tehty hypoteesi, että neuronit kaiketi säätävät vaimentumaan postnataalin kehityksen kuluessa omaa kolesterolisynteesiään ja luottavat astrosyyteiltä saatuun kolesteroliin ( Tiedetäänhän, että n. 20 astrosyyttiä passaa yhtä neuronia päätyönään). Astrosyytti puolestaan differentioituu postnataalisesti vapauttamaan kolesterolipitoisia lipoproteiineja ( Lp). Havainto siitä, että neuronien oma kolesterolintuotto ei riitä massiiviin synaptogeneesiin gliasolujen puuttuessa osoittaa, että neuronit ovat riippuvaisia exogeenisestä kolesterolista. Kolesterolisynteesistä pidättäytymisellä neuroni voi erikoistua enemmänkin elektrisen aktiivisuuden generoimiseen eikä sen tarvitse tuhlata energiaansa kalliiseen kolesterolisynteesiin - varsinkaan presynaptisissa terminaaleissaan ja dendriittikärjissään, jotka sijaitsevat kaukana neuronin solukehosta, soomasta.

LIPOPROTEIINEISTA (Lp) KOLESTEROLIA LRP1-PROTEIININ AVULLA

De novo-synteesin lisäksi keskushermosto (CNS) voi saada kolesterolia muillakin tavoilla: ottamalla reseptoreihinsa lipoproteiineja, jotka kuljettavat kolesterolia. Klassinen tie on LDL-partikkeleitten otto LDL-reseptorien avulla (LDLR). Useat kokeelliset tutkimukset ovat osoittaneet, että neuroniviljelmissä ainakin tapahtuu lipoproteiinien endosytoosia, jolloin LDL-partikkeleita saadaan talteen LDL-reseptorin ja LDL-reseptoriin liittyvän proteiinin avulla (LRP1 ja LDL- receptor related protein 1).

LIIAN KOLESTEROLIN ELIMINAATIO

Solut eliminoivat liiat kolesterolit käänteiskuljetuksella (reverse cholesterol transport). Neuroni ei anna eikä tuota kolesterolia muille soluille. Apolipoproteiini E (ApoE) aivoissa (vastaa apolipoproteiini B: tä, ApoB, muualla kehossa). Apo E ei ilmene neuronissa, sen sijaan astrosyytissä. Joten neuroneilla näyttää olevan kaksi strategiaa suojautua liialta kolesterolirasitukselta.

APOLIPOPROTEIINI JA LIPOPROTEIINI, JOKA VOI KULJETTAA RASVJA VERENKIERROSSA.
http://www.hdlforum.org/images/fig-1.gif
http://courses.washington.edu/conj/membrane/lipoprotein.gif

Neuronin yksi tapa vapautua liiasta kolesterolista on käänteiskuljetus, jossa ladataan ApoA1- HDL-partikkeleihin kolesterolia kuljetettavaksi poispäin aivosta kohti maksaa. Tätä mekanismia ei ole vielä luonnehdittu aivojen alueelta, mutta jyrsijöillä kuitenkin on keskushermostonsa neuronaalisissa soluissa ABCA1-kuljettajia.
Lisäksi ApoA1 löytyy esim. aikuisen rotan selkäytimestä. On havaittu myös jonkin verran ApoA-sitoutuneen kolesterolin eritystä likvorin kautta. Perustuen likvorin kolesterolin pitoisuuteen ja likvorin uudistumistahtiin, on arvioitu 1-2 mg kolesterolia erittyvän päivittäin tällä tavalla.

Neuronin kvantitatiivisesti tärkein kolesterolin säätömekanismi on kuitenkin kolesterolin konversio, muuttaminen, 24S-hydroxikolesteroliksi, joka – päinvastoin kuin itse kolesteroli, on vesiliukoinen ja voi mennä veriaivoesteen (BBB) läpi.

ApoE
Apolipoproteiini E on eräs päälipoproteiini plasmassa ja aivoille se on aivan tärkein lipoproteiini, joka kuljettaa kolesterolia. Se voi toimia ligandina koko LDL-reseptoriperheelle (siis se voi asettua kaikkiin LDL-reseptoreihin, kolesterolin vastaanottopaikkoihin).
Keskushermoston alueella LDL esiintyy pyöreänä tai kiekkomaisena HDL:n kaltaisena partikkelina Arvellaan, että astrosyyttien kyky tuottaa ApoE-partikkeleita on korkein. Soluviljelmissä nämä solut kykenevät erittämään ApoE-partikkeleita kolesteroleineen viljelyväliaineeseen. Tällä gliasoluperäisellä ApoE-tuotannolla on tehtävänä varustaa neuroneita tarvittavalla kolesterolilla synapsien rakentamista varten ja toisaalta ne ovat vuorovaikutuksissa muihinkin tärkeisiin funktioihin, jotka säätyvät samaisten LDLR-perheen reseptorien kautta. Koska ApoE- ja kolesterolipitoisia hiukkasia on likvorissa, on ilmeistä, että aivoissa on jonkin asteista lipoproteiinien kiertoa ja että ApoE voisi olla päätekijä kolesterolin jakamisesta huolehtivassa verkostossa.

ApoE- alleelimuoto vaikuttaa kolesterolin kuljetuskyvyn tehokkuuteen, joten alleeli kuten ApoE4 katsotaan pääriskitekijäksi Alzheimerin taudissa. Se on myös merkittävä riskitekijä muissakin neuronaalisissa vaurioissa, myös päävammoista toivuttaessa ja muissa keskushermostoa kohtaavissa stresseissä. Oletetaan ApoE:n olevan avainasemassa neuronien normaalissa ylläpidossa ja plastisuudessa (remodelling) samoin korjaantumisissa vauriovasteena - tällaisissa prosesseissa on ApoE4 paljon tehottomampi kuin ApoE3 tai ApoE2.
Ei vielä tiedetä, miten ApoE4 vaikuttaa neuronaaliseen degeneraatioon tai korjaantumisprosessiin ( repair).

KOLESTEROLIN VIRTAUS ( efflux) AIVOISTA ULOSPÄIN

Kolesterolin uudelleen käyttäminen ja kierrätys solujen kesken on tärkeä säätelytekijä aivojen kolesterolin homeostaasissa. Näyttää olevan tarpeellista jonkin asteinen erittäminen aivoista poispäin, jotta kolesteroli olisi tasapainossa. Kolesterolin muuttuminen entsyymillä aineenvaihduntatuotteeksi 24S-hydroxykolesteroliksi, joka kykenee menemään BBB:n läpi, on lähiaikoina pystytty osoittamaan tärkeimmäksi eritysmekanismiksi.
Aivojen arteriovenöösisen konsentraatioeron mittaus on osoittanut, että 24S-hydroxy-kolesterolin poistuma aivoista verenkiertoon vastaa 6 -7 mg päivässä. Maksassa on vastaavaa oxysterolin ottoa, josta voi päätellä että aivot ovat ihmisellä ainoa lähde, mistä kehittyy 24S-oxysterolia.
Entsyymi kolesteroli 24-hydroxylaasi tai CYP46A1, sytokromi P-450-entsyymi, vastaa kolesterolin 24S-hydroxylaatiosta ja sitä löytyy neuronaalisista soluista ja se osoittaa kolesterolin erityksen saavan alkunsa neuroneista käsin ennemminkin kuin gliiasoluista käsin. Mutta sen sijaan vakava-asteisessa AD -sairaudessa oli havaittavissa kolesteroli 24-hydroksylaasin immunoreaktiivisuutta gliaasoluissakin.
Koska miltei kaikki 24S-hydroxykolesteroli on aivoperäistä, sitä voi käyttää aivojen kolesterolihomeostaasin sijaisindikaattorina. On osoitettu, että tämän oxysterolilajin pitoisuudet verenkierrossa heijastavat aivoperäisen kolesterolin tuoton ja maksan metabolian välistä tasapainoa. Kerebraalinen tuotanto on osoittautunut vakioksi, kun taas maksan aineenvaihdunta vaihtelee iän mukana. Kun tämä suhde aivojen ja maksan kesken on vastasyntyneessä 1:4 ja aikuisella 1 : 1, plasmapitoisuudet ovat korkeat ensimmäisen vuosikymmennen aikana, mutta jokseenkin vakioiset toisen vuosikymmenen jälkeen. On tendenssiä oxysterolien veripitoisuuden nousuun 60. ikävuoden jälkeen mahdollisesti johtuen maksan aineenvaihdunnallisen kapasiteetin vähenemisestä.

Koska aktiivien neuronisolujen lukumäärä on todennäköisesti tärkeä seikka 24S-hydroxykolesterolin kerebraaliselle tuotannolle, ei ole yllättävää, jos eri neurologisissa sairauksissa raportoidaan veren 24S-hydroxykolesterolipitoisuuksien muutoksista. 24S-hydroxykolesterolia kuljettaa verenkierrossa samat lipoproteiinit kuin kolesteroliakin, joten muutokset lipoproteiinien sisällössä ja tilavuudessa vaikuttaa myös 24S-hydroxykolesterolien pitoisuuksiin. Tämä suhde täytyy ottaa huomioon, kun käytetään 24S-OH-kolesterolia marköörinä aivojen kolesterolihomeostaasista. Tilanteissa, jolloin plasman kolesterolipitoisuudet vaihtelevat, suhde 24S-OH-kolesterolin ja kolesterolin välillä (24OHC/chol) heijastanee paremmin aivojen kolesterolin homeostaasia kuin absoluuttiset pitoisuudet.

Neurodegeneraation (neuronimäärän vähetessä neuronikadossa) olettaisi johtavan alentuneisiin 24-hydroxylaasipitoisuuksiin ja sitä seuraavaan 24S-OH-kolesterolin vähentyneeseen muodostukseen ja verisuonistoon siirtymisiin ( efflux). Tällainen vähenemä AD-taudissa heijastaa todennäköisesti 24-hydroxylaasia sisältävien neuronien alentunutta lukumäärää. Nämä löydökset ovat yhdensuuntaisia aiempien huomioitten kanssa huomattavasti alentuneista plasman 24S-OH-Chol arvoista vakavassa AD-taudissa- verrattuna terveisiin kontrolleihin.

KOLESTEROLIHOMEOSTAASI ALZHEIMERIN TAUDISSA

http://ladulab.anat.uic.edu/research0.shtml

Viimeksi kuluneina viitenä vuotena on havaittu mahdollista yhteyttä AD-taudin ja kolesterolin kesken.
Hyperkolesterolemiaa on jo kauan pidetty tärkeänä riskitekijänä AD-taudin kehityksessä.
ApoE4-genotyyppi on suurin riskitekijä myöhään alkavalle AD-taudille.
ApoE4 omaa alentuneen kyvyn kuljettaa lipidejä ja lisäksi se on huonommin antioksidanttinen kuin ApoE3.
AD-taudissa on tyypillistä kohonnut reaktiivisten happi- ja typpilajien tuottuminen (ROS, NO). Näillä on kyky oxidoida lipidejä. Suojaavien antioksidanttitekijöitten menettäminen pahentanee mitä tahansa oxidatiivisesta stressistä johtunutta vauriota. ( Oma kommentti: K1 vitamiinin tarve Apo E4 alleellia kantavilla on suurempi).

AMYLOIDIN MUODOSTUS JA STATIINIEN EDUT

Kokeellisesti aiheutettu kaniinin hyperkolesterolemia johtaa patogeenisen amyloidi beeta peptidin ( A beeta) kertymään aivostoon. Kun toisaalta BBB estää tehokkaasti perifeerisen kolesterolin pääsyn aivoon, tämän akkumulaation taustatekijät ovat hämärän peitossa. Soluviljelmissä lisääntyneet kolesterolipitoisuudet edistävät A-beetan muodostumista APP-proteiinista käsin (Amyloid Precursor Protein). Vähentyneet kolesterolipitoisuudet puolestaan estävät A beeta muodostusta APP:stä.

Aivan äskettäin on osoitettu statiinien käytöllä olevan AD-taudissa 40 -70 % riskin vähenemää ( lovastatiini, pravastatiini mm) .
(Statiini on HMG-CoA-reduktaasientsyymin estäjä, kehon oman kolesterolisynteesin alkuvaiheesta). Kuten ateroskleroosissa niin samalla tavalla AD-taudissakin sekä kolesterolista että siitä riippumattomista efekteistä käsin selittyy statiinien edullinen vaikutus. Neuronisolulinjoissa ja perifeerisissä soluissa statiinit näyttävät edistävän suotuisaa vaihdetta APP-proteiinin prosessoinnissa kohti neurotrooppisen APP-peptidin erittymistä ja samantien suuntautumista poispäin patologisesta A-beetatuotannosta. Kun statiinit vähentävät kolesterolia kalvomembraaneista, alkaa alfa-sekretaasi lisääntyä aktiivisuudeltaan ja vastaavasti haitallinen beeta-sekretaasi- välitteinen APP-proteolyysi vähenee. ( beeta-sekretaasi kuluu hankaliin Asp-proteaaseihin).

Ylläolevista havainnoista voi päätellä, että kolesterolin poistaminen ulos neuronista on tärkeä näkökohta neuronin hyvinvoinnissa. Neuronaaliset vauriot voivat johtua monesta syystä, näitä ovat mm. A-beeta-peptidin indusoima vaurio, hapen puute, akuutti päätrauma, oksidatiivinen stressi tai mikä tahansa vaurio, johon vaaditaan korjausvaste ( repair response ), Koska AD ilmentää oireitaan vuosikymmenten varrelta, ApoE4 on suhteellisen kykenemätön vastaamaan tehokkaasti kroonisiin vaurioihin ja täten - sen lipideistä riippumattomien vaikutusten lisäksi - se on vahvasti assosioitunut AD-tautiin.

ENTÄ OXYSTEROLIT ?
http://www.nature.com/nm/journal/v9/n2/images/nm0203-168-F1.gif

Oxysterolit ovat kolesterolin esiasteita ( prekursoreita) tai yhden hapen johdannaisia. Ne ovat tärkeitä välituotteita ja lopputuotteita kolesterolin eritysteissä. Oxysterolien nopea hajoaminen ja eritys kiihtyy niiden kemiallisista ominaisuuksista sallien niitten kulkea lipofiilisten kalvojen läpi ja asettua uusiin paikkoihin kehossa paljon nopeammin, mitä kolesteroli itse voi tehdä. Happimolekyylin johdattaminen kolesterolimolekyyliin muuttaa sen paljon polaarisemmaksi samalla voimakkaasti vähentäen sen puoliintumisaikaa ja johdattaen sen eritystielle tai oksidoitumaan vesiliukoisina sappihappoina.

Oxysteroleita löydetään kolesteroliin konjugoituneena miltei kaikissa biologisissa sijaintikohdissa tosin vähemmissä pitoisuuksissa (10-1000 kertaa vähemmissä). Kolesterolin spontaani oksidaatio on hyvin tunnistettu ilmiö ja sanotaan auto-oksidaatioksi. Tämä on non-entsymaattista ja voi alkaa eri yhdisteitten vaikutuksesta kuten eri radikaalilajeista, lipidiperoksideista (LOO*) ja divalenteista metallikationeista kuten Cu2+. Rakenteensa takia kolesteroli on auto-oksidaatiolle altis monista asemistaan – erityisesti allyyliasemastaan C-7 se on peroksiradikaaleille altis. Oksidatiivisen hyökkäyksen primäärituotteita ovat
epimeeriset C-7 peroxy-radikaalit, jotka siten muodostavat jatkossa epimeerisiä kolesteroli-7-hydroxyperoksideja.
Nämä yhdisteet käyvät läpi nopeita termisiä hajoamisia tuottaen
7-alfa-hydroxy-, 7-beeta-hydroxy- ja 7-oxohydroxy-kolesterolien seoksia.
Näitten auto-oksidatiivisten prosessien lisäksi muutamia oxysteroleja muodostuu spesifisillä entsyymeillä, useimmat niistä kuuluvat sytokromi P-450-superperheesen. Sellaisten entsyymireaktioitten tuotteet ovat pääasialliset edustajat verenkierron oxysteroleissa:
Kolesteroli 7-alfa-hydroxylaasit tai CYP7A1 vastaavat 7-alfa-hydroksykolesterolin tuotosta.
Steroli 27-hydroxylaasi tai CYP27A1 vastaa 27-hydroxykolesterolin tuotosta.
Kolesteroli 24-hydroxylaasi tai CYP46A1 vastaa 24S-hydroxykolesterolin tuotosta.
Sytokromi P450 3A4 tai CYP3A4 vastaa 4beeta-hydroxykolesterolin tuotosta
ja lopuksi steroli 25-hydroxylaasi ( ei sytokromi p450 entsyymi)
vastaa 25-hydroxykolesterolin tuotosta.

OXYSTEROLIEN OMINAISUUKSISTA

Kolesteroli järjestää ja kondensoi nestefaasin rasvahappoketjuja ja estää fosfolipidien hiilivetyketjujen aggregoitumisen lämpötilan aletesssa inhiboimalla tai surkastamalla lämpötilan indusoimia faasimuutoksia johtaen täten membraanin sopivaan fluiditeetin alentumaan. ( Dolikoli lisää fluiditeettiä).
Hyvä bipolaarinen kalvorakenne on sellainen kolesterolin orientaatiolta, että 3beeta-hydroxyyliryhmät ovat interaktiossa fosfolipidien polaaristen ryhmien kanssa ja muu osa molekyyliä on asettunut luotisuoraan kalvotason suhteen. Polaarisen ryhmän lisääminen distaaliseen 3beeta- hydroxyyliryhmään ( esim sterolisivuketjussa) johtaa huomattavaan muuntumiseen sterolin konfiguraatiossa ja interaktioihin kalvoon asettuneitten rasvahappoketjujen kanssa Energeettisesti on tällöin edullisinta, että oxosteroli erkanee pois kalvosta ja translokoituu vetisemmän alueen puolelle sopivammalle akseptorille. Tästä seuraa, että nämä oxysterolit kykenevät liikkumisiin lipofiilisten osastojen välissä monta kertaa nopeammin kuin kolesteroli. Niinpä sivuketjujen 24- ja 27- hydroxykolesterolien muodostus on tärkeä kolesterolin poistamiseksi perifeerisistä kudoksista.

30 v sitten Kandutsch esitti kolesterolihypoteesinsa: Kolesterolin säätelevät vaikutukset siihen itseensä tapahtuu lähinnä oxysterolien kautta eikä niinkään itse kolesterolimolekyylin välityksellä. Todellakin on havaittu oxysteroleilla kykyä vaikuttaa erääseen orporeseptorien ala-lajiin, maksan X-reseptoriin (LXR) ja monta LXR-responsiivistä geeniä on mukana säätämässä lipidien homeostaasia (ABCA1, CETP, SREBP-1c, apoE).

Oxysterolit ovat sytotoksisia. Kolesteroli antagonisoi oxysterolien vaikutusta ja yleensä kolesterolin suhde oxysteroleihin on 10 000-kertainen tai suurempi. (>10Ex4).

24-HYDROXYKOLESTEROLI

24- OH-Chol muodostuvat pääasiassa aivoissa, joissa sitä esiintyy enemmän kuin missään muualla kehossa ( 4-15 ng/mg aivojen painoa). Aivot ovat ainoa elin, joissa on havaittavissa 24-hydroxylaasi mRNA. Tätä oxysterolia tuottuu aivoista verenkiertoon 6-7 mg päivässä suorana kuljetuksena BBB:n kautta pääasiassa. Noin 1 % menee likvorin kautta. Analyyseissä 24-hydroxylaasin mRNA esiintyy runsaiten harmaassa aineessa ( putamen, cortex, caudatus, amygdala) ja vähemmän valkeassa aineessa (esim. corpus callosum). Koe-eläimeltä löydettiin tätä entsyymi mRNA:ta runsaasti neuroneista em. alueissa, lisäksi hippocampuksesta ja talamuksesta. Entsyymiproteiinia löytyi neuroneista kaikissa cortexin kuudessa kerroksessa, korkein pitoisuus oli pyramidaalisoluissa ( kerroksessa IV oli vähiten ja siinä on non-pyramidaalisia soluja paljon. Entsyymi sijaitsi perinukleaarisesti neuronin soomassa mikrosomaalisesti.

27-HYDROXYKOLESTEROLI

27-OH-Chol- molekyyliä muodostaa kolesterolista käsin useimmat extrahepaattiset elimet steroli 27-hydroxylaasilla, sytokromi P-450-lajit sijaitsevat mitokondrian sisäkalvoissa. Tällä on tärkeää osuutta sappihappojen synteesin acidisessa tai alternatiivisessa tiessä ja täten kolesterolin eliminaatiossa. Jos entsyymipitoisuus on korkea, tapahtuu edelleen oksidoitumista 7alfa-3-oxo-4-kolesteenihapoksi (cholestenoic acid). Sama entsyymi 27-hydroksylaasi osallistuu myös extrahepaattisten solujen kolesterolin käänteiskuljetukseen.
27-OH-kolesteroli pääsee samoin kuin em. kolesteenihappokin plasmamembraanin lävitse eri lipoproteiineihin ( päinvastoin kuin kolesteroli, joka ei pääse kulkemaan siten ).
Tärkeää päivittäistä kolesterolin eliminoimista kehosta tapahtuu tämän 27-OH-kolesterolin avulla. Extrahepaattisista kudoksista tuotetaan tätä maksaan ja maksa ottaa noin 20 mg päivässä 27-oxygenoituja tuotteita. Tätä ottoa normaaliolosuhteissa vastaavaa on 4 % kaikesta sappihapon tuotosta.
Vakavaa ateroskleroosia potevilla tapaa olla verenkierrossaan korkeampia ja heterogeenisempiä pitoisuuksia 27-oxygenoituja tuotteita kuin terveissä. Aivoissa esiintyy sekä 27-OH-Chol että 27-hydroxylaasia. Aivojen arteriovenöösisen konsentraatioeron mittauksissa tämän oxysterolin suhteen ei havaita erityistä aivojen 27-OH-Chol- tuotantoa. Aivan äskettäin on päinvastoin havaittu tämän steroidin suhteen talteenottonettoa aivoihin päin verenkierrosta käsin.
Aivoista on löydetty entsyymejä, jotka voivat muuntaa 27-OH-kolesterolin steroidaalihapoksi.
Rotan gliiasolut ja neuronit voivat muuntaa 27-OH-kolesterolin 7alfa-3-oxo-4-kolesteenihapoksi. Tätä happoa löytyy subduraalihematoomasta 5 kertaa suurempina pitoisuuksina kuin plasmasta.

AD TAUTI JA STEROLIEN MUODOT

Usean eri aivoalueen sterolikompositiota AD-taudissa on vertailtu vastaavan ikäisten miesten ja naisten näytteisiin. AD-aivoissa oli kaikissa neljässä tutkitussa alueessa 27-OH-Chol-määrät koholla kontrolleihin verrattuna. Myös iäkkäillä APP-transgeenisellä hiirillä oli 27-OH-Chol korkeampi kuin kontrolleilla. Äskettäin on osoitettu normaaliaivojen neuroneissa, joissakin astrosyyteissä ja oligodendrosyyteissä tavatun 27-hydroxylaasia. AD-taudissa 27-hydroxylaasi oli päinvastoin alentunut neuroneissa ja kohonnut oligodendrosyyteissä.
7-oxygenoituneet kolesterolilajit

Kolesterolin auto-oksidaatiolla muodostuu 7oxo-, 7alfa-hydroxy- ja 7beeta-hydroxy-kolesterolia.
7alfa-OH-kolesterolia voi myös muodostua kolesteroli 7alfa-hydroxylaasilla, jota esiintyy ainoastaan maksassa ja se toimii sappihapposynteesin pääsäätelyvaiheessa. 7alfa-OH-kolesterolin plasmatasoja voidaan käyttää sappihapposynteesin indikaattorina.

Aiemmin jo on ehdotettu, että 7beeta-OH-kolesterolia in vivo voidaan pitää oksidatiivisen stressin indikaattorina.

7-oxygenoiduilla steroleilla on osoitettu olevan sytotoksisia ja pro-apoptoottisia vaikutuksia, vaikka näissä tutkimuksissa onkin käytetty epäfysiologisia määriä näitä oxysteroleja.

MS JA OXYSTEROLILAJIT

Äskettäin on eräs tutkijaryhmä osoittanut MS-potilailla hyvin korkeita 7-oxokolesterolipitoisuuksia likvornäytteissä. Nämä tasot olivat 5-10 mg/ L, eli 1000-5000 kertaa korkeampia kuin 24- ja 27- OH-kolesterolipitoisuudet em. väitöstyössä. Julkaisun mukaan 7-oxokolesteroli meni nopeasti tumaan ja aktivoi poly-polymeraasin (poly-ADP-riboosipolymeraasi-1, PARP-1), mistä seurasi migraatiota säätelevän integriinin ( CD11a) ja intersellulaarisen adheesiomodulin (ICAM-1) expressio - tämä tapahtui in vitro samoissa pitoisuuksissa kuin likvorissa havaittu 7oxo-kolesteroli. Korkeitten 7oxo-kolesterolitasojen havaittiin myös indusoivan neuronaalista vauriota, jonka välitti aktivoituneet gliasolut. Tämän mekanismin katsottiinkin pitävän yllä MS-sairauden patogeneesin avaintekijää, pysyväistynyttä neuronaalista vauriota.

OKSIDATIIVINEN STRESSI JA LIPIDIPEROKSIDAATIO

Oksidantteja ovat reaktiiviset happilajit (ROS), reaktiiviset typpilajit (RNS), rikkikeskiset radikaalit(S) ja useat muut yhdisteet.
Biologisissa järjestelmissä tärkein reaktiivinen oksidatiivista stressiä välittävä laji on radikaalit, molekyylit, joissa on yksi tai useampi pariton elektroni, joka on hyvin reaktiivinen biomolekyylejä kohtaan. Radikaalit (*) propagoituvat johtaen vaurioon.

Lisäksi on toisia reaktiivisia molekyylejä, erityisesti hapesta johtuvia, jotka eivät ole radikaaleja, mutta silti hyvin reaktiivisia, esim. vetyperoksidi H2O2 ja ”singlet oxygenum” (1∆O2).

Oksidantteja tuottaa jonisoiva säteily (IR), kemialliset reaktiot, entsyymit, redox-katalyysi vaikuttaessaan transitiometalleihin tai entsyymeihin sidottuihin metallijoneihin.

Solun oksidatiivisen stressin lähteet ovat:
Reaktiivisten happilajien muodostus hapen epätäydellisesti redusoituessa mitokondrian hengitysketjussa.
Kehon puolustusjärjestelmän keinot käyttää NADPH-oxydaasi-välitteistä oxidatiivista purkausta superoxidiradikaalin tuottamisessa ja myeloperoxidaasia tekemässä hypokloorihappoa.
NO-synteesiä tekee ryhmä NOS-entsyymejä, jotka muuttavat L-arginiinin NO. radikaaliksi ja L-sitrulliiniksi. Jos on läsnä happea tai superoxidia, NO radikaali muuntuu reaktiivisemmiksi lajeiksi kuten typpidioksidiksi ja peroxynitriitiksi.

Lipidiperoksidaatio (LPO) ( härskiytyminen) tapahtuu vapaitten radikaalien ketjureaktioissa, jolloin yksi radikaali voi peroksidoida suuren joukon molekyylejä, monityydyttämättömissä rasvahapoissa (PUFA). Niinpä LPO on pääsyy kudosten radikaalivaurioihin. Ketjureaktio alkaa vetyatomin irtinyhtäisystä jonkin monityydyttämättömän rasva-hapon metyleeniryhmästä
(-CH=CH-). Tyydytetyt (SFA) tai kertatyydyttämättömät (MUFA) rasvahapot eivät ole niin alttiita peroksidoitumisiin. Rasvahapporadikaali L* reagoi nopeasti molekyläärisen hapen kanssa ja muodostaa lipidiperoxyyliradikaalin LOO*. Tämä taas voi jatkaa ketjureaktiota ja nykäistä itselleen uuden H-atomin jostain rasvahaposta jne. LOOH ja L* jne. Reaktio voi päättyä vasta kun syntyy sellainen lopputuote NRP , joka ei ole radikaali (NRP, non –radical products). ( E-vitamiini, tokoferoli, tarjoutuu välittäjäksi ja tekee vähemmän vaarallista radikaalia itsestään välillä TE* fiksaten siten itsensä muilla antioksidanteilla)

Jos kehossa on transitiometallien joneja, rasvahappoperoksidit voivat vaikuttaa lipidioksidaation alkamista, kun metallit ovat redox-kierrollaan.
LOOH + Me ( n+) = LO* ja Me (n-1) +
LOOH+ Me (n-1)+ = LOO* ja Me (n+)
Lipidiperoxidit, oli sitten katalyyttisiä metalleja läsnä tai ei, voivat johtaa monenlaisiin tuotteisiin kuten pitkiin ja lyhyisiin pätkiin erilaisia aldehydejä, fosfolipidejä, kolesteroliesteriytimen aldehydejä. Niitten määrä voi kuvata LPO-astetta.

OXYSTEROLIT MERKKINÄ OKSIDATIIVISESTA STRESSISTÄ

Oxysterolit merkkinä oksidatiivisesta stressistä, lipidiperoksidaatiosta ja ateroskleroosista
Lipidiperoksidaatiolle sekundäärisenä kolesterolimolekyylin oksidoituminen on syynä biologisten kalvojen eräitten oxysterolien muodostumiseen.
LDL-kolesterolin oxidatiivinen modifikaatio johtaa 7- ja 5, 6- oxygenoitujen lajien tuottoon.
7-oxygenoituja steroleita tuottuu 7-OH-kolesterolin reduktiossa tai dehydraatiossa.
5,6-epoxideja muodostuu 7-peroxyyliradikaalin reagoidessa kolesterolin C-5 hiilen kaksoissidokseen. Näitä oxysteroleja voitaneen käyttää in vivo- lipidioksidaation merkkiaineina. Haittana on laboratoriomittauksen aikainen auto-oksidaatio tutkituissa kolesteroleissa. Vanhoissa tutkimuksissakin tämä on virhelähde.

7-OH-Chol, primäärinen 7-oxygenoitunut tuote, näyttää olevan oksidoituneen LDL-partikkelin kaikkein sytotoksisin oxygenoitu lipidi. 7-OH-Chol hajoaa nopeasti muodostan 7alfa-, 7beeta-OH-Chol ja 7-oxo-kolesterolia, joita kaikkia löydettäneen korkeissa pitoisuuksissa vaahtosoluissa ja rasvaraidoissa. On ehdotettu pidettäväksi 7beeta-OH-Chol- mahdollisena heijastuksena oksidatiivisesta stressistä in vivo.

27-OH-Chol verenkierrossa puolestaan voisi heijastaa antiaterogeenista puolustusta joissain potilaissa taudin muutamissa vaiheissa.

VERIAIVOESTE, BBB ( Blood-brain barrier)

Joskus tällä termillä tarkoitetaan kaikkia mekanismeja, jotka säätelevät ja suojaavat aivojen sisäistä miljöötä. Mutta tarkasti ottaen termi tarkoittaa plasmaproteiinien suhteellisen rajoittunutta pääsyä aivoon. Este toimii molekyylikoosta ja lipidien liukoisuudesta riippuvana diffuusion pidäkkeenä. Tähän valikoitumiseen vaikuttaa tiiviit liitoskohdat (tight junction) niin aivokapillaarien endoteelisolujen ( veri-aivo-esteen) puolella kuin myös tiiviit liitoskohdat koroidaalisten punosten epiteelisolujen kärkien puolella ( veri-likvor-este).
Näiden endoteelisolujen basaaliosat ovat asettuneet läheisten astrosyyttien ulokkeitten ympärille (”foot processes”). Aivokapillaareista ei ole aukkoja, ja niitten vesikulaarinen kuljetus on hyvin vähäistä. Vierekkäiset solut ovat niin tiiviisti liittyneitä toisiinsa, että parasellulaarista molekulaarista diffuusiota ei tapahdu tai se on hyvin vähäistä. Nämä kapillaarien endoteliaaliset solut muodostavat vahvan resistenssiesteen, missä molekyylien vaihtuminen plasman ja likvorin kesken tapahtuu kahden paralleelisen, jokaista kapillaariendoteelisolupintaa peittävän plasmamembraanin kautta. Nämä kalvot antavat vapaata kulkua vedelle ja veteen liukoisille aineille ja sisältävät monta kuljetusproteiinia. Lisäksi nämä kaksoiskerrokset sallivat permeabiliteettiä lukuisille hydrofobisemmille molekyyleille, kuten steroleille, jotka pystyvät diffundoitumaan BBB:n kautta aktiviteettigradientin mukaan. Virtaus riippuu siitä liukoisuuden asteesta, minkä molekyyli voi hankkia veressä tai extrasellulaarinesteessä - sekä passiivista permeabiliteettivakiosta. Tärkeä huomata, että sterolin ( kuten kolesterolin) ollessa hydroksyloitunutta, nousee vesiliukoisuus passiivisen permeabiliteetin aletessa. Joten nettovaikutuksena hydroxylaatiosta havaitaan suuresti kohonnut molekyylien passiivinen diffuusio BBB:n kautta.

BBB OMAA TEHTÄVÄNÄÄN KESKUSHERMOSTON (CNS) SUOJELEMISEN
niiltä aineitten pitoisuuksien aaltomaisilta vaihteluilta, mitä verenkierron puolella tapahtuu. Kun BBB rikkoutuu, seuraa neuroneihin sekundaarisia vaurioita ja sellaista rikkoutumista tapahtuu eri taudeissa, kuten halvauksissa, aivokasveissa, autoimmuunitaudeissa, infektioissa ja aivotraumoissa.

BBB- funktioon ja tiiviitten liitoskohtien toimintaan vaikuttaa suuri joukko sytokiineja, jotka toimivat niin fysiologisissa kuin patologisissa tiloissa extrasellulaarisina signaaliaineina ja vaikuttavat yleensäkin soluvälien liittymisiin ja suonen endoteelien läpäisevyyteen.

Pro-inflammatorisia sytokiineja ovat interferoni-gamma (IFN-gamma) ja TNF.
IFN-gamma muuttaa parasellulaarista läpäisevyytta BBB:ssä.
Ne yhdessä vaikuttavat pienimpien suonien endoteeliseinien läpäisevyyteen.
TNF yksinään lisää solujen välistä aukkoa.
TGF-beeta lisää silmän verkkokalvon endoteelin läpäisevyyttä tuottamalla gelatinaasi B- entsyymiä
IL-1, IL-4, IL-13, TGF-alfa,VEGF, IGF-1 ja –II vähentävät epiteelisen ja endoteelisen solun esteominaisuuksia
Proteolyysi taas hajoittaa tiiviin liitoksen rakenne-elementtejä- tätä estää metalloproteinaasi-inhibiittorit (TIMPs) Tästä voi päättää, että proteolyysillä on osuutta permeabiliteetin säädössä.

BBB voidaan aukaista kokeellisesti gelatinaasiA-injektiolla koe-eläimellä. Tämän estäjänä taas toimii TIMP-2 ( Tissue Inhibitor of MetalloProteinase), luonnollinen metalloproteinaasin estäjä, jonka on havaittu blokeeraavan BBB-avautumisia.

AIVOSELKÄYDINNESTE
Likvor, CSF, Cerebrospinal fluid
Aivoselkäydinneste, vesikirkas neste, on kolloidaalinen ja luonteeltaan kuten plasma.
Likvormäärä erittyy koroidaalisista punoksista- ne ovat kuin lehdykkä ryväs tiiviitä aukollisia hiussuonia ja laskimoita, joita peittää ns. ependyymisolut ja nämä lehdykät ulottuvat aivokammioitten sisätiloihin tietyissä kohdissa aivojen sivukammioita (I ja II), keskisessä (III) aivokammiossa ja (IV) takimmaisessa aivokammiossa. Endolikvor ( kammiolikvor) virtaa siten takimmaisen, neljännen aivokammion kulmien aukoista suuntautuen kaikkialle ulommalle pinnalle subaraknoidaaliin eli lukinkalvonalaiseen tilaan ja subaraknoidaalisiin kisternoihin ( exolikvor). Likvormäärät sitten siirtyvät araknoidean nukkajärjestelmän kautta kovan kalvon laskimoaltaisiin; tämä likvor määrä vaihtuu 4-7 kertaa vuorokaudessa. (Luonnollisesti produktiokammioitten sisätila on suhteellisen vakio). Yhden hetken määrä ja tilavuus likvornestettä on mitaltaan 140-170 mL. Likvor toimii mm hydraulisena tärähdyksen vaimentajana ja aivoviemärinä.
Aivojen solunulkoinen extrasellulaarinen neste (ec) on suoraan yhteydessä exolikvoriin. Likvorin sisältö heijastaa siis tätä extrasellulaarista miljöötä aivoista ja selkäytimestä. Exolikvorin ja plasman pääeroavaisuudet ovat likvorin natriumin ( Na+), kloridin ( Cl-), glukoosin ja proteiinien ( 0.1-04 g/L lähinnä albumiinin) pitoisuudet. ( Endolikvor poikkeaa tästä, mutta sitä ei mitata, se on kaliumpitoista).

Likvorin laboratoriotutkimuksista
Tästä saa tietoa leukosyyttien määrästä, albumiinista, immunoglobuliineista, virologisista seikoista ( Ig-synteesit, PCR, viljelyt, vasta-aineet). Albumiini (liquor):Albumiini (seerum) suhde on indikaatio veri-likvor esteen dysfunktiosta ja likvorin virtausnopeudesta.

Multippeli Scleroosi (MS)
MS on tavallisin keskushermoston tauti ja siihen on sairastunut 250 000-300 000 USA:ssa ja varsinkin nuorisoa kohtaavana se on pääsyitä neurologisiin sairauksiin. Etiologia on hämärän peitossa, vaikka sitä on tutkittu vuosisatoja. Ei vieläkään ole tehokasta terapia, joka voisi vähentää kohtauksia ja sairauden pahenemista. Viime vuosikymmenen aikana tosin on tullut valoa patogeneesiin ja terapiaankin. MS on immuunivälitteinen häiriö geneettisesti alttiissa yksilössä. Demyelinisoituneet plakit ovat kroonisen MS-taudin merkkejä: ne alueet ovat hyvin rajoittuneita hyposellulaarisia ja niistä on myeliini kadonnut, aluksi aksoni on jokseenkin hyväkuntoinen ja muodostaa astrosyyttiarpea , paikallista BBB-vauriota tapahtuu. Leesiot valitsevat ensisijaisesti optisen hermon (Nervus opticus), periventrikulaarisen valkean aineen, aivorungon, pikkuaivot ja selkäytimen valkoisen aineen. Ja tavallisesti verisuoni ympäröi aluetta. Pitkään ajateltiin, että MS on keskushermoston autoimmuuni demyelinisoiva häiriö, jonka aiheuttaa autoreaktiiviset T-solut myeliinin proteiineja kohtaan. Mutta nyt on osoitettu, että häiriö voi alkaa oligodendrosyyttien apoptoosista. Aksonin degeneraatiota tapahtuu myös ja niitä kuvattiin aiemmin myeliiniplakkeina. Arvioitu aksonien kato kroonisessa selkäydinvauriossa pitkäaikaissairaalla on 58-68 % vaikka axonivauriota tapahtuu kaikissa leesioissa, niin pahimpana se on varhaisleesioissa.

Miten aksonivaurio MS-taudissa tapahtuu?
Taustalla voi olla useampia mekanismeja, kuten BBB-dysfunktio, paikallinen tulehdus, raudan saostuma ja distaaliset vaikutukset Wallerian degeneraatiosta. Näihin osallistuu T-solut varsinkin TCD8+, mikrogliat ja makrofagit. Mutta kyse voi olla myös pitkäaikaisesta myeliinidegeneraatiosta, johon johtaa natriumkanavien uudelleen sijoittautumiset tai oligodendrosyyttientsyymien ja myeliiniproteiinien puute. Axonin vauriota ja globaalia degeneraatiota tästä seuraten voi tapahtua. Diskonnektiota voi aiheuttaa myös hypometabolia syvemmissä ja kortikaalisissa harmaissa rakenteissa. Neuronien ja volyymin katoa on havaittu myös harmaan aineen puolelta. Neuroneitten ja harmaan puolen degeneraatiota voi esiintyä myös itsenäisesti patologisten rautasaostumien seurauksena.
RR-MS ( relapsing-remitting) oireita on 80 %:lla. Kliiniset oireet alkavat toisella tai kolmannella vuosikymmenellä. Kortikosteroidit antavat hoitovastetta.
Noin 20 % kehittää PP-MS-taudin (Primary Progressive MS), jossa on asteittain progredioiva kulku.
SP-MS-tyyppinen kulku ( Secondary Progressive MS) voi alkaa relapsin jälkeen
ja progressiota voi tapahtua relapsien välillä.
Oksidatiivisella stressillä on tärkeä osuus MS-taudin patogeneesissä. Makrofagit kehittävät ROS ja tämä välittää demyelinisaatiota ja aksonivaurioita MS-potilailla ja koe-eläimillä, joilla on autoimmuuni enkefalomyeliitti. ROS aiheuttaa vaurioita pääasiallisille solukomponenteille, kuten lipideille, proteiineille ja nukleiinihapoille (RNA, DNA) aiheuttaen solutuhoa joko solunekroosilla tai apoptoosilla. (MRI tutkimusta käytetään diagnostisena)

Alzheimerin tauti
AD on progressiivinen neurodegeneratiivinen tauti, jota luonnehtii extrasellulaariset plakkimuodostukset, A beeta peptidi, intrasellulaariset hyperfosforyloiduin tau-proteiinin neurofibrillit (neurofibrillary tangles) ja neuronien katoama. Prosessi alkaa siitä, että aivokuorella alkaa kertyä intrasellulaarinen ja extrasellulaarinen A beeta –peptidi ja siitä seuraa migrogliaalinen ja astrosyyttien aktivaatio ja oksidatiivista vauriota. Lopulta tapahtuu neuronaalinen ja synaptinen kombinoitu toiminnanhäiriö ja neuronien katoama, mikä ilmenee kognitiivisen toiminnan vahvana laskuna, dementiana.
On kertyvää epidemiologista ja kokeellista faktaa siitä, että kolesteroliaineenvaihdunnan häiriöllä on tärkeä osuus AD-taudin kehittymisessä. Aivojen pallopinnan vuosittainen atrofia on AD-taudissa 2-3 % verrattuna terveisiin kontrolleihin, jossa tämä on 0.2-0.5%
AD sairauden patologiaa tutkittaessa on osoitettu huomattavaa ja varhaista aivojen keskisen ohimolohkon rakenteen sairastumista, erityisesti ns entorhineaalisessa kuorikerroksessa ja hippocampus-osassa. Neurodegeneratiivinen prosessi vaikuttaa laajaa progressiivista atrofiaa. Varhaisvaiheissa saattaa oksidatiivinen stressi olla merkittävä huonontava tekijä. Aktivoituneet gliiasolut tuottavat vapaita happiradikaaleja, mitkä vaurioittavat aivojen rasvarakenteita ja hermosolujen plasmakalvon proteiineja.
A beeta-peptidin kehkeytyminen aggregoituvana vapaitten radikaalien läsnäollessa vain lisää radikaalien muodostumista. Lisäksi AD-aivostossa on kohonneita määriä metalleja, mm rautaa, alumiinia ja kuparia, jotka voivat katalysoida vapaitten radikaalien muodostusta. .

2008-10-20 19:59

Kolesterolin homeostaasi. PPARgamma

2009-03-06T02:32:00.000-08:00

CHOLESTEROL HOMEOSTASIS (1)
PPARgamma osuus

LÄHDE:
Fajas L, Schoonjans K, Gelman L, Kim JB, Najib J, Martin G, Fruchart JC, Briggs M, Spiegelman BM, Auwerx J.
Regulation of peroxisome proliferator-activated receptor gamma expression by adipocyte differentiation and determination factor 1/sterol regulatory element binding protein 1: implications for adipocyte differentiation and metabolism. Mol Cell Biol. 1999 Aug;19(8):5495-503

PPARgamma on tumareseptori (NR), jonka tehtäväpiiri on adiposyyttien erilaistuminen ja insuliiniherkkyys.

PPARgamma= Peroxisome proliferator-activated receptor gamma is a nuclear receptor implicated in adipocyte differentiation and insulin sensitivity.

Tässä vuodelta 1999 peräisin olevassa artikkelissa tutkijat kertovat, että he selvittivät, oliko PPARgamma ilmenemä riippuvainen adiposyyttejä erilaistavasta ja määräävästä tekijästä 1 (ADD-1)/ SREB-1, joka on toinen transkriptiotekijä, mikä liittyy sekä adiposyyttien erilaistumiseen että kolesterolin homeostaasiin (cholesterol homeostasis).

ADD-1 = adipocyte differentiation and determination factor 1
SREBP-1 = sterol regulatory element binding protein 1.(Sterolisäätöiseen elementtiin sitoutuva proteiini)
Ektooppinen ADD-1/SREBP-1 ilmenemä eräissä tutkituissa soluissa indusoi endogeenisia PPARgamma- mRNA pitoisuuksia.
Samansukuinen transkriptiotekijä SREBP-2 myös indusoi PPARgamma esiintymää.

Lisäksi kolesterolin vähentäminen,( jonka tiedetään johtavan SREBP-perheen transkriptiotekijöitten proteolyyttiseen aktivoitumiseen), indusoi PPARgamma esiintymän ja paransi PPRE-käyttöistä transkriptiota.

SREBP-perheen vaikutus PPARgamma esiintymään välittyi PPARgamma1 ja 3 promoottorien kautta. Molemmissa promoottoreissa oli E-box-motiivi sekvenssi, mikä välitti PPARgammageenin säätymistä ADD-1(SREBP-1 ja SREB-2 tekijöitten kautta

Näistä tuloksista voidaan päätella, että PPARgamman esiintyminen on SREBP-perheen transkriptiotekijöitten kontrolloimaa ja osoittaa sellaisia uusia interaktioita transkriptiotekijöitten kesken, jotka voivat säädellä lipidimetabolian eri teitä.

These results suggest that PPARgamma expression can be controlled by the SREBP family of transcription factors and demonstrate new interactions between transcription factors that can regulate different pathways of lipid metabolism

KUVA

PPARgamma aktivaatio adipogeneesissä
http://www.umcutrecht.nl/NR/rdonlyres/AE2CE90B-DFA4-44D4-939B-3721A55B8134/8643/Website_Figure2_2008cropped.jpg

http://www.umassmed.edu/faculty/show.cfm?start=Figures&faculty=272
KARTTA Steroli ja non-sterolien synteesikartta.
http://flipper.diff.org/static/files/14/Chol-CoQ-synthesis-480.gif

HYVÄÄN LIPIDIHOMEOSTAASIIN vaaditaan fysiologinen tasapaino sterolisten ja nonsterolisten mevalonihappotuotteiden kesken. Ne ovat olennaista rekvisiittaa tavallisessa fosfolipidikalvossa, jonka sopivat ominaisuudet ne luovat ( vedenpitävyys ja fluiditeeti, plastisuus ja myös funktioita tehdään niitten avulla).

Tasapino on osittain geeniteitse säätyvä, missä tuote säätelee geeniä, mutta säätelytie voi joutua hankaluuksiin.

Erittäin hyv lähdeteksti mevalonihappotiestä:

http://flipper.diff.org/app/pathways/14
Kts. Kolesterolin, dolikolin, ubikinonin ja dolikolifosfaatin asemia solukalvossa.
06/03/2009 10:46.

Prenylaatio, sen esto ja Lovastatiini. NOS ja NO

2009-03-03T04:55:00.000-08:00

Sarjasta Isopren(5). Lovastatin and prenylation. FTI, GGTI.

NOS entsyymin säätelystä . Typpioxidista, verisuonten tilavuustekijästä, Nitric Oxide (NO) ja LOVASTATIINISTA , kolesterolia laskevasta lääkkeestä, statiinista.

LÄHDE: Jonathan D. Finder, Jennifer L. Litz et al.(1997)

Inhibition of protein geranylgeranylation causes superinduction of Nitric Oxide Synthase (NOS) by Interleukin-1 (IL-1) in vascular smooth muscle sell.

NOS entsyymi

Typpiradikaalilla NO, typpioksidilla on tärkeä merkitys vasoreaktiivisuuden säätelyssä, tromboosien estämisessä ja neurotransmissiossa.

NO tuottuu entsymaattisella reaktiolla, jota katalysoi entsyymi NOS, typpioksidin syntaasi.

Lämminveristen soluissa on kolme eri NOS-entsyymiä.

NOS-1 on neuronaalinen, hermokudoksissa esiintyvät.

NOS-2 on ns. indusoituva.

NOS-3 on endoteliaalinen.

NOS-1 ja NOS-3 ovat konstitutionaalisesti aktiiveja.

NOS-2 ei ilmene solussa, ellei solua triggeröidä sen ilmentämiseen.

Shokin patofysiologiassa havaitaan, että NOS-2 indusoituu soluissa sytokiineista ja bakteerien LPS- lipopolysakkarideista

Shokissa on IL-1 tärkeä sytokiini ja sitä vapautuu TULEHDUKSEN varhaisvaisheessa ja SHOKISSA.

IL-1 sytokiini yksinään pystyy indusoimaan NOS-2 entsyymiä sellaisiin pitoisuuksiin, kuin sytokiiniseokset ja lipopolysakkaridit. IL-1 vaikuttaa tehonsa sellaista signaaliteitä, mitä ei aiemmin ole tarkasti määritelty, mutta se näyttää sisällyttävän MAP-kinaasitien, koska IL-1 aktivoi MAP-kinaasin itsensä ainakin joissain systeemeissä MAP-kinaasikinaasin kautta. Tämä MAP-kinaasi-kinaasivaikutus käsittää pienten GTP-sitoutuvien Ras proteiinien interaktion ( kts. artikkelia proteiinin prenylaatiosta). Raf-interaktio aktivoi tien. Raf on seriini/treoniiniproteiinikinaasi joka on ylävirta-asemassa MAP-kinaasi-kinaasin suhteen

IL-1 pystyy aktivoimaan myös STRESSIN aktivoimat proteiinikinaasit ja p38 kinaasin ( ne ovat erillään MAP-kinaasitiestä mutta mahdollisesti kuitenkin pienten GTP-proteiinien kuten Ras, Rho ja Rac kontrolloimia.

Näiden pienten GTP-proteiinien modulointi on tullut mahdolliseksi, kun on saatu luotua PRENYYLITRANSFERAASIEN inhibiittoreita.

KTS taulukko Ras-superperheestä:

http://www1.elsevier.com/homepage/sab/oncoserve/cl_mr/images/oxford2.gif

PRENYYLITRANSFERAASIT ovat entsyymejä, jotka vastaavat prenyloitujen lipidien liittämisestä proteiineihin ensimmäisenä ja kaikkein kriittisimpänä askeleena peptidiin sen ehkä ainoassa posttranslationaalisessa muokkauksessa ja prosessoinnissa solun sisällä.

Näitä solun sisäisiä entsyymejä ovat FARNESYYLITRANSFERAASI ( FT, tai FTase) , joka liittää 15-hiilen FARNESYYLIN .

ja GERANYLGERANYLTRANSFERAASI ( GGT, GGTase ), joka liittää 20 hiilen GERANYLGERANYYLIN.

Farnesyloituvia proteiineja

Niitten proteiinien joukossa, jotka farnesyloituvat, ovat mm. H-Ras ja tuman laminiinit.

KUVA: laminiini, statiinien vaikutuskohtia soluissa.

http://journals.prous.com/journals/dot/20054104/html/dt410267/images/tarnopolsky_f2.gif

http://www.jenabioscience.com/images/8bd31f7cad/Ras_tree.gif

http://www.cs.stedwards.edu/chem/Chemistry/CHEM43/CHEM43/GTP/superfamille.jpg

Geranylgeranyloituvia

Niitten proteiinien joukossa, jotka geranylgeranyloituvat, ovat Rap 1A, RhoA ja Rac 1.

Joko farnesyloituvat tai geranylgeranyloituvat

On joitakin proteiineja jotka voivat sekä farnesyloitua että geranylgeranyloitua. tällaisia ovat RhoB ja Ki-Ras 4B.

PRENYLAATION ESTÄJIEN ETSINTÄ

Koska farnesylaatio ja geranylgeranylaatio ovat proteiinin funktiolle kriittiset prosessoitumiset, tutkijat alkoivat etsimään vahvoja ja mitä selektiivisimpiä inhibiittoreita eli estäjiä farnesyylitransferaasille (FTase). Nämä ovat FTI. On hahmoteltu myös GGTase -I inhibiittoreita: GGTI

FTI

On osoittautunut, että FTI, farnesyylitransferaasi-inhibiittorit, ovat blokeeranneet onkogeenista Ras- molekyyliä ja reversoineet transformaation, jolloin sytoplasmaan kertyy inaktiivia Ras- Raf- kompleksia. On voitu estää in vivo hiiren ja ihmisen solujen tuumorikasvua.

Lisäksi FTI (Ftase inhibiittori) ei ole myrkyllinen in vivo, mutta ne ovat vähemmän tehokkaita estämään normaalia solukasvua, eivätkä ne estä kasvutekijän(EGF tai PDGF) aktivoimaa MAP-kinaasia.

GGTI

Paljon vähemmän tiedetään geranylgeranyltransferaasin inhibiittoreista (GGTase-I). Mutta ollaan kuitenkin osoitettu, että nämä agenssit antagonisoivat onkogeenista signalointia Ki-Ras 4B, ja vähentävät PDGF:reseptorissa tyrosiinin fosforylaatiota (TK vaikutusta) ja ne blokeeraavat fibroblastien solusyklin G1-faasiin.

Hyvin vähän tiedetään FTI ja GGT-I , näiden estäjien vaikutuksesta muihin soluihin kuin fibroblasteihin.

VAIKUTUS indusoituvaan NOS-entsyymiin.

Singh et al. ovat aiemmin osoittaneet, että FTI blokeerasi IL-1 sytokiinilla stimuloidun NOS-2 induktion ja MAP-kinaasiaktivaation sydämen cardiomyosyyteissä.

Tässä työssä tutkijat puolestaan osoittavat, että GGTI aiheutti IL-1 stimuloiman NOS-2 entsyymin superinduktion sileissä lihassoluissa ja hepatosyyteissä.

LOVASTIINI, veren kolesterolia alentava lääkeaine

Lovastatiini on proteiinin prenylaation estäjä. Se esti sekä farnesylaation, että geranylgeranylaation. Tutkitun solun esikäsittely lovastiinilla johti NOS-2 indusoituvan entsyymin superinduktioon.

Superinduktion reversoi geranylgeranoli (GOH) , mutta ei farnesoli (FOH). Tämä vahvisti edelleen, että juuri geranylgeranylaatio eikä farnesylaatio- oli vastaamassa NOS-2 entsyymin ilmentymisestä.
Tulokset osoittavat myös, että farnesyloidut proteiinit välittävät IL-1 suorittamaa NOS-1 induktiota (Tämä on neuraalinen NOS-1)

Kommenttini:

Farnesylaation ja geranylgeranylaation olennainen osuus nukleaarisessa säätelyssä merkitee, että koko kolesterolitien tarkempi harkinta ja tasapaino on tärkeää, jotta tumorogeenisyys saadaan rauhoittumaan, sillä se on aivan villiintynyt maailmassa. Syöpä on kovin tavallista.

Ollaan keskitytty kolesterolin laskemiseen ennen prenyylirunkojen muodostusta, mutta aivan loputtomiin ei sitäkään voi laskea, vaan on otettava huomioon, että prenylaatiotielle jää funktionaaliset normaalin toteutumisen raamit. esim tumakalvon omat funktiot.

Saattaa olla että mevalonaattitien jatkon kovin vahva kutistaminen nostaa esim rasvaliukoisten vitamiinien tarvetta ja muitten ravinnossa tulevien isopreenien tarvetta. Kasvisruokaa onkin suositeltu runsaasti viime suosituksissa. Niissä tulee paljon näitä luonnon isopreenejä , terpeenjeä ym, karotinoideja jne. Toisaalta niistäkin osa osallistuu tumasäätöön, kuten klorofylliperäiset dietääriset fytaanihappo ja pristaanihappo tuotteet vaikuttaen peroxisomiresursseja säätymään lisää kun senkaltaista ravintoa käytetään.

Lovastatiinin vaikutus tuotti NO- radikaalia, verisuoniston tilavuustekijää, “kehonitroa”, mikä on yksi kolesterolin ja prenyylien vähenemän edullinen vaikutus sydämeen, helpompi hapen saanti. (Statiinin poisveto tietysti vaikuttaa päinvastoin, NO muodostus vähenee).

3.3.2009 13:29

Aivojen kolesterolin homeostaasi, turn over

2009-02-12T15:57:00.000-08:00

AIVOJEN KOLESTEROLIN TURNOVER, vaihtuminen.
LÄHDE: Ingemar Björkhem et al.
Importance of a Novel Oxidative Mechanism for Elimination of Brain Cholesterol
TURNOVER OF CHOLESTEROL AND 24(S)-HYDROXYCHOLESTEROL IN RAT BRAIN AS MEASURED WITH 18O2 TECHNIQUES IN VIVO AND IN VITRO, 1997)
Karolinska Institutet, Huddinge Hospital, Sahlgrenska University Hospital, Göteborg University,

AIVOT ovat kehon kaikkein kolesterolipitoisin elin.

Aivojen kolesterolia luonnehtii hyvin hidas vaihtuminen (turn over) ja hyvin vähän siitä vaihtuu (exchange) lipoproteiineissa verenkiertoon.

Vasta vuonna 1996 tutkijat olivat osoittaneet , että on olemassa jatkuvaa iästä riippuvaa 24(S)-hydroksikolesterolin virtaa ihmisaivoista verenkiertoon. (Lutjohann D et al. 1996).

Tässä yhteydessä tutkijat mittaavat kolesterolin synteesitahdin ja sen konversion kolesterolista 24-OH-kolesteroliksi koe-eläimen aivoissa in vivo. He käyttivät 18-O2 inhalaatiotekniikkaa ja massaisotopomeerin jakautumisen analyysiä.

Kolesterolisynteesin havaittiin vastaavan 0.032 +0.01 % koko aitiosta tunnissa.

Konversio kolesterolista 24(S)OH- kolesterolimuotoon oli samaa luokkaa, noin 0.02% aitiosta tunnissa.

AIVOJEN MIKROSOMIT muuttivat endogeenistä kolesterolia 24(S)OH-kolesteroliksi samaan tahtiin, kun inkuboitiin NADPH:n läsnäollessa. Kun inkuboitiin koko homogenaattia ja subsellulaarista aivofraktiota, ei ollut mitään merkitsevää konversiota tritiumilla merkatusta 24-OH-kolesterolista enemmän polaarisiin tuotteisiin.

Plasma niistä 18-O2 altistetuista koe-eläimistä sisälsi 24(S) OH-kolesterolia, joka oli rikastunut merkatulla hapella 18-O2 samalla tavalla kuin aivoissa oleva 24-(S)OH-kolesteroli.

TULOKSET osoittavat, että läsnäoleva entsyymi 24(S)-hydroksylaasi välitti sitä mekanismia, joka oli tärkein aivojen kolesterolin eliminoimisessa koe-eläimellä.

Tapahtui hidasta kolesterolin konversoitumista 24(S)-HYDROKSI-KOLESTEROLI-muotoon ja tämän pienen aition nopeaa muutosta OXYSTEROLIKSI , koska sitä vuoti verenkiertoon.

( 24-(S)OH-kolesterolin puoliintumisaika aivoissa on vain noin 0.5 päivää, kun taas vertaa kolesterolin puoliintumisaikaan, joka on 2-4 kuukautta)

On ilmeistä, että 24(S)-hydroksylaatiotapahtuma suuresti kiihdyttää kolesterolin siirtymistä yli veri-aivo-barrierirn ja että hydroksylaatio voi olla kriittinen aivojen kolesterolin homeostaasille.

Suomennos 13.2.2009 0:53

INEGY etsemibi/simvastatiini

2009-01-24T11:41:00.000-08:00

Eräs uudehko kolesterolia alentava yhdistelmälääke
INEGY
etsetimibi/simvastatiini (INEGY, MSD Schering Plough)
Yhdiste kahta veren lipidipitoisuuksia alentavaa ainetta, joilla on toisiaan täydentävä vaikutusmekanismi.

Etsetimibi on selektiivinen kolesterolin imeytymisen estäjä, joka estää sekä ravinnon mukaan tulevan kolesterolin että sapen kolesterolin imeytymistä suolistosta.
Simvastatiini estää kolesterolin tuotantoa maksassa.

Mainitaan että kombinaationa INEGY 10/20 mg laski LDL kolesterolia 51%.
Terapeuttiset annokset ovat alueella 10/10mg- 10/80mg.

Primäärinä indikaationa on käyttö ruokavalion lisähoidoksi hyperkolesterolemian ja sekamuotoisen lipidemian hoidossa, kun pelkällä statiinilla ei päästä vasteesen tai kun on hoidettu jo erikseen simvastatiinilla ja etsetimibillä.

Kontraindikaatioita tämän lääkkeen käytölle on muutamia kuten raskaus, maksasairaus, kohonneet maksaentsyymit, sellaiset lääkkeet, jotka indusoivat sytokromi p450 3A4:ää ( Näitä lääkkeitä ovat itrakonatsoli, ketokonatsoli erytromysiini, telitromysiini, klaritromysiini, HIVproteaasin estäjälääke, ja nefatsodoni).

Varoitusoire on lihaskivut ja myopatia. Muitakin lääkekombinaatioita on, joita tulee välttää.

Mainos on Suomen Lääkärilehdestä vuodelta 2006.
13.1.2006 numero 1-2. sivulta 57.

FASS2008 esittää yksinäisen etsetimin nimeltä Ezetrol MSD ( Ezetimib)
Luonnollisesti statiineja on runsasti, Simvastatiinia on monta eri valmistetta. Ruotsissa ei näy olevan tuota kombimuotoa käytössä.

Mikä olisi viimeisintä tietoa tämän lääkkeen kliinisestä tehosta ?

Löytyy melko tuore 48 viikon tutkimus kun hakee ”Inegy ” sanalla (PubMed) . Ezetimibiannos oli 10 mg ja sitä kombinoitiin erilaisiin simvastatiini-annoksiin ja katsottiin, onko haittavaikutuksia. Potilailla oli primääri hyperkolesterolemia.

LÄHDE: Bays H, Sapre A, Taggart W, Liu J, Capece R, Tershakovec A.
Long-term (48-week) safety of ezetimibe 10 mg/day coadministered with simvastatin compared to simvastatin alone in patients with primary hypercholesterolemia.
Louisville Metabolic and Atherosclerosis Research Center, Louisville, KY 40213, USA.
Curr Med Res Opin. 2008 Oct;24(10):2953-66. Epub 2008 Sep 8.

Johdantoa: Tutkimuksessa arvioitiin ezetimibin/simvastatiinin (Inegy) yhdistelmävalmisteen pitkäikaisturvallisuus ja sieto ja verrattiin simvastatiinilla annettuun monoterapiaan. Kaikilla potilailla oli primäärinen hyperkolesterolemia.
Tutkimusmetodit:
12 viikon randomisoitu kaksoissokkokoe lumekontrolein ja tyypillisella designilla( 10 eri kaavaa)
Ezetimibi 10mg/ simvastatiini 10, 20, 40, tai 80
Simvastatiini 10, 20, 40 tai 80 mg
Ezetimibi 10 mg
Placebo
n= 768.

Potilaat osallistuivat 48 viikon tutkimukseen. Ne jotka olivat jo aiemmin saaneet yhdistelmävalmistetta tai simvastatiinia 20 tai 40 tai 80 mg monoterapiana, jatkoivat edelleen 7 eri annostuksen kaavalla . Laajennetussa tutkimuksessa arvioitiin haittavaikutukset (Adverse effects, AE)

Tuloksista:
Ezetimibe/simvastatinterapian (n = 539) ja simvastatin monoterapian (n = 229) ryhmillä oli samanlainen insidenssi kaikenlaisia kliinisiä haittavaikutuksia ( 73% ja vastaavasti 69%),
Hoidosta johtuvia haittavaikutuksia (14 ja 11%)
Kliinisesti vakavia haittavaikutuksia ( 5.2 ja 2.6%
Hoidosta johtuvia vakavia haittavaikutuksia (0,2% ja 0%)
Hoidon keskeyttämisiä kaikkien haittavaikutusten takia (4.5% ja 2.6%)
Keskeyttmisiä yhdistelmävalmisteen tai monoterapiahoidon aiheuttamien haittavaikutusten takia (2.8 ja 2.2%)
Laborativisia haittavaikutuksia yhdistelmähoidosta tai simvastatiinimonoterapiasta yhteensä ( 12,2 ja 11,9%) siis suunnilleen yhtä paljon.
Hoidosta johtuvia laboratiivisia haittavaikutuksia (6.2% ja 5.3 %)
Vakava-asteisia laboratiivisia haittoja (0 vs. 0%),
Hoidon keskeyttäminen laboratiivisten seikkojen takia (3-0% ja vastaavasti 0.9%)
Osallistumiseen keskeyttäminen hoidosta johtuvien laboratiivisten seikkojen takia (3.0% ja 0.4%)
Ei esiintynyt myopatiaa, rhabdomyolyysiä tai vakavaa hepatotoksisuutta missään näistä ryhmistä laajennetussa tutkimuksessa.

Johtopäätös:
Tässä 48 viikon laajennetussa tutkimuksessa siedettiin yleensä yhdistelmävalmistetta ezetimibeä yhtä hyvin kuin simvastatiinia monoterapiaa. Mutta suora sovellutus tutkimuksen havaintojen käyttöön kliinisessä praktiikassa rajoittuu pelkästään jo potilainen valintakriteerien takia ja annoskaavan takia, jossa oli muutamilla korkeat annokset eikä siten titraten asetetut kuten tapahtuu kliinisessä praktiikassa.
24/01/2009 20:37

Triglyseridi korkea, HDL kolesteroli matala

2008-12-19T14:04:00.000-08:00

TRIGLYSERIDIAINEENVAIHDUNNASTA UUTTA

UUSI VÄITÖSKIRJA

Beck, Caroline.Very low-density lipoprotein, apolipoprotein B100, B-cell receptor associated protein 31, microsomal triglyceride transfer protein, secretion, assembly(2008) ISBN: 978-91-628-6880-2

Väitöspäivä 2008-04-03 Rasva-aineenvaihdunnan alueelta saadaan siis uutta tulosta jälleen. Designrakenne on seuraavaa. Suomennosta tutkijan ideasta ja työstä: TAUSTA: 2-tyypin diabeteksessa tavataan potilailla klassista dyslipidemiaa, mitä luonnehtii kohonneet seerumin neutraalirasvan (TG, triglyseridien) arvot, HDL-kolesterolin ( high density lipoprotein- cholesterol) matalat arvot ja pienten, keveitten LDL-lipoproteiinipartikkeleitten ilmeneminen (LDL, low density lipoproteins). Nykyisin tiedetään, että diabeettisen dyslipidemian eri osatekijät eivät ole mitään isoloituneita epänormaaliuksia, vaan ne ovat keskinäisessä aineenvaihdunnallisessa liittymässä toisiinsa ja niitä saa alunperin aikaan maksan suorittama isojen triglyseriririkkaitten hyvin keveitten VLDL1 partikkeleitten tuotanto. Diabeettinen dyslipidemia on usein havaittavissa jo vuosia ennen 2- tyypin diabeteksen ilmenemistä, mikä viittaa siihen, että lipidiaineenvaihdunnan häiriö on varhainen tapahtuma 2-tyypin diabeteksessä esiintyvään kardiovaskulaaristen komplikaatioitten kehittymiseen. Tämän takia on olennaisen tärkeä seikka selvittää se mekanismi, mikä piilee VLDL1 produktion taustalla.

TYÖN TARKOITUKSENA oli selvittää edelleen apolipoproteiini B-pitoisten (ApoB) lipoproteiinien kokoontumisen molekulaarisia mekanismeja ja erittymistä. TULOKSET viittaavat siihen, että apoB100 kokoontuu osittain lipidoituneisiin tiheisiin pre-VLDL partikkeleihin, joita solu pidättää ellei ne edelleen muuttu VLDL2 muotoon, mikä on koosta riippuva lipidisoitumisaste. VLDL2 puolestaan voi edelleen lähteä sekretoriselle tielle, erittyä solusta tai muuttua VLDL1 muotoon kokoontumisen toisessa vaiheessa. Sitäpaitsi tehokas VLDL1 muodostuminen erityisesti vaatii erään sekvenssin, mikä sijaitsee apoB46 ja apoB48 välillä. Se sekvenssi on interaktiossa B-solureseptoriin assosioituvaan proteiiniin BAP31, mikä näyttää olevan essentielli, jotta VLDL1 voisi erittyä tehokkaasti- mutta sitä taas ei tarvita raskaampien partikkeleitten erittymiseen. Lipoproteiinien muodostuminen riippuu lipidien saatavuudesta. Kuitenkin tulokset osoittavat, että lipidien sytoplasminen kertyminen ei ole suoraan assosioitunut lisääntyneeseen VLDL-eritykseen. Fenolinen epicallocatekiinigallaatti(EGCG) siirtää triglyseridejä (TG) sivuun sekretoriselta( solusta ulos joutuvalta) tieltä varastoitumaan sytosolisiin( solun sisäisiin, aineenvaihdunnallisen tilan) lipidipisaroihin. Kun sytosolisten lipidipisaroitten fuusiotahti ja sytosolin TG-pitoisuus lisääntyy, niin solun apoB eritys vähenee. Tästä seuraa että apoB alkaa hajota. Nämä tulokset, joita tässä esitetään, antavat ymmärrystä VLDL-muodostumisen monimutkaisesta taustamekanismista. Selitykset näihin molekulaarisiin mekanismeihin toivottavasti tekevät mahdolliseksi diabeettisen dyslipidemian täsmäterapian, sillä diabeettinen dyslipidemia johtaa koronaaritautien riskin lisääntymiseen. Tällainen tietämys on olennaisen tärkeää 2-tyypin diabeetikoille ja metabolista oireyhtymää poteville.

Muistiin 2.4.2008 LB

19.12.2008

HDL-kolesterolista ja aorttaläpästä

2008-11-25T12:26:00.000-08:00

Tiedemiehet ovat keksineet uuden lähestymistavan hoitaa aorttaläpän ahtaumaa: On keskityttävä enemmän HDL-kolesterolin osuuden nostamiseen ja dieetin korjaamiseen.

LÄHDE: Scientists discover new approach to treat aortic valve stenosis April 19th, 2008 - 5:40 pm ICT by admin - Washington, Apr 19 (ANI): Scientists at Universite de Montreal and the Montreal Heart Institute Research Centre

Kaikkein tavallisin sydänläppävika on aorttaläpän stenoosi ja se voidaan korjata täydellsesti kirurgisilla menetelmillä avoimessa sydänleikkauksessa läppäproteesilla. Mutta nyt ollaan löytämässä jotain sellaista menetelmää, jolla ei tarvita ehkä tulevaisuudessa avointa sydänkirurgiaa tähän asiaan. Tri Jean-Claude Tardif johtaa näitä tutkimuksia, jotka perustuvat HDL- kolesterolin määrien nostamiseen , mikä on osoittautunut edulliseksi tässä taudissa.

Tutkimuksissa käytettiin uuden tyyppistä lääkettä, joka oli perustunut HDL- molekyyliin ja se johti aorttaläpän ahtauman vähentymiseen koemalleissa. Tämä tärkeä havainto indisoi tulevia kliinisiä tutkimuksia myös ihmisillä, joilla on tätä tavallista tautia. Siitä voisi vähitellen muodostua uusi alternatiivinen hoitomenetelmä sille menetelmälle, missä asetetaan kirurgisesti aorttaläppäproteesi.

Aorttaläpän stenoosissa eli ahtaumassa on aorttaläppien sallima aukko liian kapea, mikä aiheuttaa verenpaineessa eroa sydämen ja muitten kehon osien välillä, mikä taas on erityisesti näille potilaille hyvin vaarallista.

Tässä tutkimustyössä käytettiin koe-eläimiä, joille oli syötetty hyvin kolesterolipitoista dieettiä, kunnes aorttastenoositilanne oli havaittu kehittyneen echokardiografiassa ultraäänitutkimuksella (Diagnostiikka tehtiin kuten ihmistenkin sydäntutkimuksessa).

Ateroomaregressio
Koe-eläimet jaettiin sitten kontrolliryhmäksi ja tutkimusryhmäksi. Kontrolliryhmässä annettiin neutraalia liuosta injektioina kaksi viikkoa ja tutkimusryhmässä veren ApoA I-mimeettistä peptidiä kohottavaa lääkettä. Mielenkiintoinen oli havainto, että jo 14 päivän kuluttua aorttaläppien antama aukko oli palannut melkein normaaliksi hoitoa saavilla, kun taas kontrolliryhmällä parantuma aortta-aukossa oli vain 13 % kun eliminoitiin erittäin rasvapitoinen dieetti.

Itse aorttaläpän paksuus väheni 21 prosentilla hoitoa saavassa ryhmässä, kun taas tämä indikaattori oli muuttumaton kontrolliryhmässä. Mikroskoopilla analysoitaessa havaittiin, että läppävauriot olivat huomattavasti vähempiä hoitoa saavassa ryhmässä kontrolleihin verrattuna. Hoito vähensi myös aorttaläpän kalkkeutumia. .

19.4.2008 Kommentti:

Tähän asti lipidejä laskevien lääkkeiden varsinainen tarkoitus on vähentää kolesterolia ja triglyseridiä Tässä tutkimuksessa keskitytään dieetin muokkauksen lisäksi HDL pitoisuuden kohottamiseen ensisijaisesti.

HDL osuuden vahvistaminen merkitsee, että rasvoja lähtee periferiasta kohti maksaa ja aineenvaihduntaan tehokkaammin.

Tässä tule indikaattoreihin HDL pitoisuus sinänsä. Sitä täytyy olla. Toisaalta huomattavan korkea HDL pitoisuus sinänsä sekin on kysymyksen alainen asia.

PS. Aorttaläpän paikantaminen näkyy seuraavista kuvista:

http://www.wennerblom.se/litenforelasning.html
Läppätaso. Puolikuuläpät. Semilunaariset läpät.
http://www.embryology.ch/anglais/pcardio/klappen02.html
SYDÄN. Kuvassa numero 8 on aorttaläppä sivusta.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/11/
Heart_numlabels.svg/496px-Heart_numlabels.svg.png
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Heart_numlabels.svg

Kolesteroli ja keuhkot

2008-11-25T12:14:00.001-08:00

Keuhkoepiteeli ja kolesteroli

Miten keuhkoista vapautuu pois liika kolesterolia HDL- partikkeleitten kuljettetavaksi maksaan?

LÄDE: Bates SR, Tao JQ, Yu KJ, Borok Z, Crandall ED, Collins HL, Rothblat GH.
Expression and biological activity of ABCA1 in alveolar epithelial cells.
Am J Respir Cell Mol Biol. 2008 Mar;38(3):283-92. Epub 2007 Sep 20.

On ollut tuntematonta, miten säätyy sellainen lipidien homeostaasi rasvarakennemolekyylien tasapaino), mikä pitää yllä keuhkoalveolien I tyypin pneumosyyttien suuria levyepiteelisoluja.

Nämä prosessit voivat olla sellaisia, että niihin osallistuu ATP:tä sitova A1 (ABCA) kuljetusproteiini, joka on aivan kriittinen apolipoproteiini AI ( ApoA-1) välitteisissä solujen kolesterolin ja fosfolipidien mobilisoimisissa. ( Engl. ATP-binding cassette transporter A1 (ABCA1)).

Tässä tutkimuksessa selvitettiin ensin immunohistokemialla, missä kohtaa I ja II tyyppien keuhkosoluissa (pneumosyyteissä) sijaitsee tätä ABCA1 proteiinia. (Tässä käytettiin koe-eläimenä rottaa.) Tyypin II keuhkosoluja eristettiin ja viljeltiin 5 päivää 10 %- vahvuisessa seerumissa. . Sitten niitä erilaistettiin kohti I tyypin keuhkosolujen fenotyyppiä kantaviin soluihin päin, jotka pystyvät reagoimaan tyypin I solulle spesifisille monoklonaalisille vasta-aineille VIIIB2..

Kun inkuboitiin tyypin I pneumosyyttejä sellaisilla aineilla, jotka säätivät ylös ABCA1 geenin ( 9-cis- retinoic acid ja 22-OH-kolesteroli), lisääntyi ABCA-1 proteiinin pitoisuudet maksimitasolleen 8-16 tunnin kuluttua ja pysyivät koholla 24 tuntia.

Kun viljelyaineessa oli läsnä apoA-1 ja näitä mainittuja aineita (9cRA/22-OH), stimuloitui fosfolipidien ja kolesterolin efflux, ulosvuoto, pneumosyytistä 3- tai 20- kertaiseksi näissä kahdessa tutkituissa solulajissa verrattuna kontrollisoluihin.

Lipidin ulosvuoto estyi Procubol-nimisellä aineella.

Stimuloitujen solujen väliaineen analyysistä ( sucrose density gradient analyses) sen jälkeen kun oli inkuboitu apoA-1:llä. havaittiin heterogeenejä lipidipartikkeleita, joiden tiheys oli luokkaa 1.063-1.210 g/ml. ja sisällöltään ne olivat enemmän tai vähemmän apoA-1 tyyppisiä. .

Joten siis fenotyypiltään 1-tyyppiset keuhkosolut eli pneumosyytit sisälsivät toimintakykyistä ABCA-1 proteiinia ja vapauttivat soluista lipidiä apoA-1 proteiinille ja pystyivät tuottamaan partikkeleita, jotka muistuttivat HDL-lipoproteiinia ja tämä viittasi siihen, että ABCA-1 proteiinilla on tärkeä tehtävä keuhkojen lipidien homeostaasissa (tarvittaessa liika kolesterolin poistajana)

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17884990?ordinalpos=15&itool=EntrezSystem2.P
Suom. 28/04/2008

Aivojen kolesteroiltalouden säädöstä

2008-11-25T11:56:00.000-08:00

Uusi tutkimus veriaivoesteellä tapahtuvasta kolesterolin säätymisestä

LÄHDE: Gosselet F, Candela P, Sevin E, Berezowski V, Cecchelli R, Fenart L.Transcriptional profiles of receptors and transporters involved in brain cholesterol homeostasis at the blood-brain barrier: Use of an in vitro model. Brain Res. 2008 Oct 28.

Aivot ovat kehossa kaikkein kolesterolipitoisin elin. Viimeisimmissä tutkimuksissa on havaittu, että aivoverieste, (BBB Bood Brain Barrier) omaa tärkeän osan aivojen kolesterolitaloden hoidossa.

Miten?

(Kommenttini: Keveitten lipoproteiinipartikkeleitten reseptori maksassa merkataan lyhennyksenä LDLR. LDL partikkeleiten maksasta ulos kuljettama rasva on kovaa ja kelluvaa, siis keveää esim veden suhteen. LDL-kolesterolia sanotaan pahaksi, jos se jää liikana veressä rasvoittamaan verisuoniston sisäpintaa , endoteelia. Entä sitten aivot, jotka erityisesti tarvitsevat kolesterolia kalvorakenteisiinsa, siis muualle kuin tukkimaan verisuontensa onteloa- miten ne siirtävät kolesterolia aivokudoksen puolelle veren puolelta?)

Perifeerisessä sterolitaloudessa
on tärkeä osuus LDL- reseptoreitten sukuisilla reseptoreilla ja ATP-energialla toimivan järjestelmän kuljettajilla (ATB-binding Cassette transporters; ABC)

mRNA jota nämä tutkijat haluavat tutkia:

Tämän tutkimuksen tehtävänä oli määritellä veriaivoesteen (BBB) endoteelissa ilmenevä mRNA profiili tietyistä ABC kuljettajamolekyyleistä ja tietyistä reseptorimolekyyleistä:

ABC- kuljettajajärjestelmästä määritettiin seuraavien proteiinien mRNA:

ABCA1,-2,-3,-7 ja ABCG1

LDLR reseptorin sukulaisreseptoreista määritettiin seuraavien proteiinien mRNA:

LDLR, vLDLR, LRP1, LRP2, LRP8.

Koeputkityössä tehtiin tehtiin veri-aivo este malli (BBB) näin.

Aivoverisuonen taholta oleva kudos:
Tässä työssä käytetiin koe-eläimen naudan aivokapillaarin sisäpinnan,endoteelin soluviljelmää.

Aivojen taholta oleva kudos:
Käytettiin rotan aivon gliasoluja.Glia solu on neuronin huoltosolujoukkoa.

Tulos:

mRNA, joka ilmenee:
Kaikki testatut transkriptit expressoituivat aivojen hiussuonien sisäpinnan, endoteelin, solussa ja kapillaariuutteessa (paitsi vLDLR).

Glia solujen moduloiva vaikutus transkriptioon:
Gliasolu vaikutus oli se, että ABCG1,-2,-7 sekä LRP1 alkoivat transkriptoitua.

Tästä päätellään, että gliasolut omaavat osaa aivon lipidien hankintaan ja eliminaatioon (ja kolesterolitalouden säätelyyn).

Tämän gliasolut tekevät moduloimalla kuljettajien ja reseptorien ilmenemistä.

Johtopäätöksenä
näyttää olevan, että aivojen puolelta tuleva tilannekatsaus eli gliasoluperäinen tieto (input) on keskushermoston sterolitaloudessa tärkeä aivoveriesteen ylittävän lipidikuljetuksen fenotyypissä ja tämä myös varmistaa, että aivoverieste on tärkeä tässä prosessissa.

Altogether, these results highlight the importance of glial input in the BBB transport phenotype for sterol homeostasis in the central nervous system, and confirm the importance of the BBB in this process.

Kommenttini:

Vaikuttaa että aivo valitsee yhtä lailla kolesterolinsa säätelyjärjetelmällä, kuten muutkin kolesterolinsa säätelyyn pystyvät solut, mutta aivospesifisesti ja siinä taas prioriteetit eivät ole tarkemmin vielä määritettyjä- ne eivät näy ulospäin, niitä ei näe labotratiivisesti.
Ei voida sanoa, miten paljon esim ravintoperäistä kolesterolia olisi suotuisinta "syödä aivoilleen" päivittäin. Tässä määritetään, mitkä kuljettajat ja reseptorit ( muun muassa) gliasolu säätää tai siis moduloi. Glia solut vastaavat neuronien huollosta. Onhan aivorakenteessa kuitenkin lipidit pääaines, mutta suuri osa lipidimolekyylejä pystyy syntetisoitumaan tai ainakin modifioitumaan ja erikoistumaan energian ja proteiinin avulla aivojen autonomisen aineenvaihdunnan puolella paikallisesti esim. aivan aivo- ja hermokudokselle tyypillisillä entsyymeillä.

Silmän linssi

2008-11-25T11:49:00.000-08:00

Ihmisen silmän linssi on ERILAINEN kuin eläinten silmän linssi.

Ihmisen silmä eroaa eläinten silmän rakenteesta. Tässä tutkimustyössä on vertailtu ihmisen ja 6 eläimen silmän linssejä ja tutkittu linssien fosfolipidejä. Luonnehdittiin noin 100 ainutlaatuista fosfolipidiä. Havaittiin, että ihmisen silmän linssin kolesterolipitoisuus on ainakin kuusi kertaa runsaampi kuin eläinten silmien linssissä.

Kaikissa linssityypeissä kuitenkin hallitsevin fosfolipidityyppi oli koliinia sisältävä fosfolipidilaji.

Seuraavissa linssilajeissa: rotan, hiiren, lampaan, lehmän, possun ja kananpojan linsseissä se koliinipitoinen fosfolipidilaji oli lesitiiniä (fosfatidyylikoliinia, PC), mutta sitä vastoin ihmisellä oli 66% fosfolipideistä sfingomyeliininä (SM) ja kaikkein runsaimpana esiintyi dihydrosfingomyeliiniä.

(Kommemnttini: Sfingomyeliini muodostuu sfingosiinista ja aktivoidusta koliinista ensin sfingosiinifosforyylikoliiniksi ja siitä asyyliCoA-vaikutuksella muodostuu sfingomyeliiniä, jossa asyyliosana ( rasvahappo-osana) on pitkäketjuinen rasvahappo- Tietysti olisi mielenkiintoista tietää, mikä pitkä rasvahappo silmän linssin sfingomyeliinissä prioritoidusti esiintyy. Tähän voi vaikuttaa ehkä ravintoteitse. Jo kauan on tiedetty että lesitiinin syönti on silmälle edullista. Lesitiini on koliinilähde.)

Runsas glyserofosfolipidi ihmislinssissä oli tässä tutkimuksessa lajeja fosfatidyylietanolaminit eli kefaliinit (PE) ja fosfatidyyliseriinit (PS) , joista huomattava osa oli identifioitavissa eetterilinkkiytynein alkyyliketjuin.

Tämä on ensimmäinen tutkimus, joka identifioi linssifosfolipidipääluokat ja määrittää jokaisen fosfolipidimolekyylin rasvahappo-osat ja määrittää kvantitatiivisesti yksittäiset linssifosfolipidit käyttäen kansainvälisiä standardeja.

Nämä saadut tiedot viittavat siihen, että on huomattavia eroja kalvolipidien kompositiossa ihmisten silmän linssissä verrattuna eläinten silmän linsseihin: yleisesti käytettyihin eläinperäisiin silmämalleihin.

Tästä taas voi päätellä, että ihmisen silmän linssin säiesoluilla on merkittäviä variaatioita kalvo-ominaisuuksissaan verrattuna muihin lajeihin, eläimiin.

LÄHDE: Deeley JM, Mitchell TW, Wei X, Korth J, Nealon JR, Blanksby SJ, Truscott RJ. Human lens lipids differ markedly from those of commonly used experimental animals. Biochim Biophys Acta. 2008 Jun-Jul;1781(6-7):288-98. Epub 2008 Apr 16.

Kolesterolin alentaminen statiinilla

2008-11-25T11:07:00.000-08:00

Ensimmäinen kolesterolia alentava lääke oli tavallaan fiasko, sillä se puuttui liian myöhäisessä vaiheessa kolesterolin synteesiin siten, että kertyi kudoksiin rasvaliukoista desmosterolia ja tämä aiheutti kaihia ja ihokomplikaatioita. Tästä maininnasta sitten tänä aamuna kiinnostuin kirjoittamaan kolesterolin aineenvaihduntaa ja jos siis desmosterolihahmo aiheuttaa kaihia, voisiko sellaista kaihin aiheuttajaa muutenkin kehittyä muistakin molekyyleistä kuin vain tuosta triparanoli- muotoisesta ( kolesterolia aivan synteesin loppuvaiheessa estävästä) molekyylistä.

Tässä lähteessä teratogeenien joukossa se mainitaan:
http://www.evol.nw.ru/~spirov/hazard/teratogen_lst.html
Siinä on mm kolme fenyyliä etanoliketussa, kaksi niistä on 1 hiilessä ja kolmas on 2 hiilessä.
Tätä siis kokeiltiin jo 1950 luvun lopulla ja koe keskeytettiin melko pian.

Tästä (fiaskosta) paikallistetiin, että on keskityttävä kolesterolin synteesikejtun alkupään jarruttamiseen, jos halutaan vähentää kehon kolesterolisynteesiä. Esim. HMG-CoA reduktaasin esto ( ennen mevalonaatin muodostusvaihetta) jättää sellaisia välituotteita, jotka hajoavat haitattomasti alkutekijöihinsä eivätkä kerry kehoon.

Aivan suunnattomalla työllä japanilainen Akiro Endo sai eristettyä mevastatiinin eli kompaktiinin Penicillium citrinum- homesienilajista testattuaan 6000 eri mikrobilajiketta etsiessään sellaista elämän molekyyliä.

Mevastatiinin molekyylikaava ratkaistiin 1973.
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Mevastatin.png
Tässäkin vielä petyttiin. Tutkimukset aloitettiin 1976 mevastatiinilla, mutta keskeytettiin 1980 eläinkokeissa epäiltyjen sivuvaikutusten vuoksi.

Mutta silloin oli 1979 ehditty jo eristää Monascus ruber ja Aspergillus terreus mikrobilajeista toinen ja todellinen lääkeaine mevinoliini, joka sai nimen lovastatiini.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/aa/Totalsynthesis2.png/500px-Totalsynthesis2.png
Kuten näkyy molekyylissä on vähän myös kinoni tai kinoliini hahmoa. Niitähän mikrobit tekevät muutenkin pätevästi, joten niistä varmaan löytyy aikain vieriessä monta lääkettä.

Tämä lovastatiini-löytö oli onnistunut. Tämä oli mevalonitien alkuvaihetta jarruttava statiini, joka pystyi estämään mevalonaattiketjun ja täten maksan kolesterolinsynteesi estyi ja aiheutti samalla uusien LDL-reseptorien ilmaantumisen maksasolujen pinnalle. Silloin nämä reseptorit alkoivat pyydystää enemmän kolesterolihiukkasia verestä maksasolun puolelle ja havaittiin veren kolesteroliarvoissa alenemista, mikä oli erittäin ilahduttava ja edullinen seuraus. Lovastatiini esti farnesyylitransferaasia (FTI) ja geranylgeranyylitransferaasia (GGT).

Milloin tehtiin ensimmäiset ihmistutkimukset statiinilla?

1970-luvulla oli havaittu vaikea tauti, jossa puuttui LDL-reseptoreita muodostavaa kykyä. Heterotsygooteilla oli vain puolet normaalista LDL-reseptorimäärästä maksasolujen pinnalla ja homotsygooteilla ei ollut lainkaan toimivia LDL-reseptoreita.
Joten edellisillä havaittiin kolesteroliarvoja 6-8 mmol/L ja jälkimmäisillä jopa 20-25 mmol/L Jälkimmäiset henkilöt menehtyivät sydäninfarktiin jo lapsuusiässä.

Tämä paha tauti i oli familiaalinen hyperkolesterolemia (FH) .

Lovastatiini oli tähän tautiin ensimmäinen lääke! Varsinkin kaksois-esto periaatetta käyttäen saatiin hyvää terapiavastetta. Lovastatiinin lisäksi estettiin sappihappojen takaisin imeytymistä, jolloin kolesterolijohdannaisia saatiin tyhjentymään kehosta ulosteen myötä.

Statiinin endoteelivaikutus havaittiin

Kolesterolin suonia ahtauttava aterogeeninen vaikutus saattoi jopa palautua statiinihoidosta. Tällaiseen aterooman regressioon vaadittiin tiukasti säädetty LDL-kolesterolipitoisuus, joka lie erittäin pieni alle 2 mmol/l , mikä ei ollut mahdollista saada aikaan varhaisissa statiinitutkimuksissa.

1980 tehtiin laajoja tutkimuksia.

1994 saatiin tuloksia

Uusia statiineja kehiteltiin.

Lovatatiinia ja pravastatiinia vertailtiin.
Simvastatiinia, atorvastatiinia, fluvastatiinia myös. Uusia ja yhä uusia kehiteltiin.

Mutta yksi kehitellyistä statiinivarianteista jouduttiin poistamaan 2001 markkinoilta_ serivastatiini. Se oli maksamyrkyllinen. Pahana varoitusoireena pidettiin lihaskipuja.

Se oli (Sodium 7-[4-(4-fluorophenyl)-5-(methoxymethyl)-2,6-dipropan-2-yl-pyrid in-3-yl]-3,5-dihydroxy-hept-6-enoate). Liekö sen toksisuus ollut typpirenkaassa, pyridyylissä.
http://www.chemblink.com/products/143201-11-0.htm9

Havaittiin myös, että diabeetikolla on statiini tehokkain lipidilääke.

Simvastatiini on eräs tällainen statiini, typetön yhdiste ja osoittautunut turvalliseksi, mutta tavalliset statiinien varoitukset kuitenkin aina liitetään statiiniläkepurkkeihin. Lihakset eivät saa kipeytyä.
Pravastatiini on vesiliukoinen statiini.
http://dailymed.nlm.nih.gov/dailymed/fda/fdaDrugXsl.cfm?id=3805&type=display

Jos mitä aluetta on tutkittu kauan, se on juuri tämä kolesterolin aineenvaihdunnan alue, sillä ei ole helppoa modifioida sellaista kehomolekyyliä, mitä keho itse ei hajoita - ilman suoranaisia riskejä. Strategia tulee kunnolla pohjustaa ja sitä on nyt 50 vuotta kehitelty ja koeteltu.

Dieetin pito on fiksu seikka: Dietistit neuvovat, että ei yhtä keltuaista enempää päivää kohden- ja tiukassa dieetissä: Ei kahta kananmunaa enempää viikossa oli kaikkein ankarin ohje eräässä vaiheessa.

Maitotuotteissa tulee valita vähärasvaiset, sillä maitorasvoisisa on juuri niitä kolesterogeenisiä rasvahappoja

Kasvissteroleistakin on etua moduloimasssa kolesterolin aineenvaihdunnallista karttaa.

Vuonna 2005 kirjoitti Suomen lääkärilehti tästä asiasta numerossa 49-50 (16.12. 2005) ja mainitaan, että nyt olisi toiminnan aika puolen vuosisadan tutkimusten jälkeen. Ateroskleroottisen valtimotaudin kehittyminen ja hoidon perustotuudet on pitkälti selvitetty. Nyt suurin haaste on tutkimustulosten käytännön hyödyntäminen. (Kovanen P. et al. ).

Tämän 50 vuoden aikana on Suomen kansan kolesterolitasot turvallisesti laskeneet lääkärijohtoisesti 7-9 mmol/l tasoista n- 4- 5 tasoon, jopa alle sen- ja paralleelisti tämän muutoksen kanssa on tapahtunut dietääri siirtymä kovista rasvoista keveisiin kasvislevitteisiin ja kasvisöljyihin ja monia kolesterolia alentavia muitakin ruokaohjeita noudatetaan yleisesti, kun vain saadaan tietää uusia seikkoja kolesteroliaineenvaihdunnasta ja metabolisesta oireyhtymästä.

HDL ja LDL
Harva enää käyttää montaa kananmunaa päivässä. Nyt osataan tasapainottaa LDL ja HDL kolesterolin osuutta, jopa aivan pikkutarkasti. Käytetään kasvissteroleja moduloimassa kolesteroliaineenvaihduntaa, tasapainotetaan ravinnon kasvisöljyjen eri laatujen keskinäisiä suhteita (SFA, MUFA, PUFA, omega6, omega3)
ja energiaprosentteja eri ravintoaineista ostaan tasapainottaa ( Lautasmalli) sekä hallitaan verensokeria, jolloin myös ongelmallinen triglyseridemia (TG) hahmottuu ja siihen saadaan jotain otetta.

Joka tapauksessa endogeeninen kolesterolisynteesi toimii pitämässä kehon ulkokuosia ja solukalvoja kunnossa ja sille täytyy olla herkkä toimintavapaus ihmisen vesitiiveyden, nahkan, kynsien, hiusten, ihon, suoniseinämien, kalvojen, aivojen eri kompertementtein ja aitioitten tiiveyden vahvistamisessa, normaalifysiologiassa , signaalivälitysrakkuloitten onnistumisessa.
Normaalifysiologia ei saisi kärsiä tästä kolesterolin hoidosta. Vesitiiviys ja solukimmo ei saisi kärsiä. Signaalien tarvitsemat kalvoliikkeet eivät saisi kärsiä.

SILMÄ:
Tässä on edelleen pienenä intressialueenani silmän alueen kolesteroli , kolesterolin osuus silmän eri kerroksissa, joten katsoin siitä erikseen. Linssissä on kolesterolia ihmisellä kuusi kertaa enemmän kuin monella tutkitulla koeläinlajilla. Muutenkin ihmislinssin fosfolipidit ovat ihmiselle ainutlaatuiset. Ihmisen iho on myös ainutlaatuinen- meillä ei ole mitään turkkia, tai suomuja tai sulkia tai muuta sellaista, vaan kolesteroli on tärkeä osatekijä ihon rakenteessa.

http://lib.stakes.fi/ohtanen/tarkastele.aspx?id=288.

Vastasyntyneen kolesterolitaso on 1 mmol ja se on tietysti merkki siitä, että äidinkehossa vauva on niin suojattu, että ulkokuoren ei tarvitse olla niin vahva, mutta ilmassa tarvitaan vahvenevaa ihoa. Sikiöaikana on lisäksi vernix suojaamassa vauvan ihoa lapsivesiolosuhteissa. Vernix muodostuu metyl-malonihappotiestä, joka muodostaa haarallisia rasvahappoja.

Aikuisella on huomattu, että HDL kolesterolin tulisi jo yksinään olla yli 1 mmol. Tuosta LDL kolesterolin osuudesta on tiettyä köydenvetoa ja tässä katsotaan malleja luonnonkansoilta tai muuten terveiltä, mutta tuskin LDL osuus pitäisi olla kovin monta kerronnaista HDL osuudelle, mutta pelkkä yksi kerrannainen ei onnistu sekään, sillä HDL on tavallaan se jäte, mikä palaa yksin maksaan, ja LDL taas vastaa koko kehoa heijastavaa, maksasta pois menevää kudoksiin kohdennettua osaa, josta keho ottaa mitä tarvitsee ja jättää ottamatta mitä ei tarvitse. Mutta sopiva suhde niillä tulisi olla. Arvellaan kuitenkin että LDL pitäisi olla alle 3 , ehkä alle 2,5 ja viitataan että luonnonkansoilla voi olla 1.5, mutta meikäläisissä oloissa ei voi sitäkään pitää terveyden merkkinä pelkästään jo kylmän ilmaston takia, sillä ihokerrokset antavat lämpöeristystä.

HDL osuus ei saa olla liian korkea sekään. Eihän se “ole menossa minnekään periferiaan ” tavallaan. ellei nyt sitten heijasta keuhkojen erityisaluetta. En kovin matalaksi kuitenkaan laskisi LDL kolesterolin arvoja ennen kuin aivojen kolesterolitalous ja säätely on kartoitettu. HDL-kolesterolia täytyy olla, kolesterolia täytyy palata pois periferiasta. Jotainhan siinä on tutkimista, koska esim AD taudissa juuri kolesterolikerros voi olla ongelmissa. Liian vahva kolesterolin laskeminen verestä voi tehdä ihmisiä kärtyisäksi ja depressiivisiksi, mikä heijastaa aivojen tilaa. Tarvittaneen sellainen statiini, joka säätelee reseptoritilannetta myös gliasoluille. ja samalla tulisi kaiketi katsoa että dieetti antaa essentiellin määrän kolesterolia sopivassa muodossa.

25.11.2008 12:30. Päivitys 6.6.2009

LÄHDE: SLL 49-50. 2005 s.5117-5121.

Kolesterolin muodostuksesta

2008-11-25T10:08:00.000-08:00

Fundamentaalinen aineenvaihdunta tuottaa kolesterolia aivan perusyksiköistä kuten aktivoiduista etikkahapoista (AcetylCoA) käsin. Eräässä vaiheessa tulee SKVALEENIA. Sitten skvaleenivaiheesta tulee LANOSTEROLIA ja siitä kahta alternatiivista tietä KOLESTEROLIA.

LANOSTEROLISTA voi tapahtua kolmen metyyliryhmän desmetylaatio kahta tietä.

1. Sellaisen muodon kautta, jossa on 24-C aseman kaksoissidos:
14-desmetyylilanosteroli
zymosteroli
delta-7,24-cholestadienoli
desmosteroli ( 24-dehydrokolesteroli)
Tässä vaiheessa katoaa kaksoissidos asemasta 24 ja syntyy
KOLESTEROLI.

2. Sellaisen muodon kautta, missä ensin katoaa 24 -C aseman kaksoissidos ( +2H)
ja vasta sen jälkeen tapahtuvat ne kolmen CH3 ryhmän desmetylaatiot, jolloin muodostuu kolme hiilidioksidia.
ja syntyy 7-DEHYDROKOLESTEROLI
ja siitä muodostuu
KOLESTEROLI ( vedenpitävyystekijä)

Mitä kolesterolin synteesitien varrelta voi tuottua muita sivu- ja päätuotteita

Dolikoli, fluiditeettitekijä
Dolikolifosfaatti
Ubikinoni,UQ. mitokondrian hengitysketjun tekijä
Isoprenyloivaa modifikaatiota proteiineihin, geranyyli (G) - ja ja farnesyyli (F)johdannaisia
Menakinonit (MK-n) saavat myös isoprenylaatioita sivuketjuiksi
Näillä tuoteilla on merkitystä rakkulakuljetuksissa, signaalivälityksessä, syövässä, translaatiossa, rheologiassa ym.

Minkä nimisiä molekyylejä on kolesterolisynteesissä etikkahappojen (Acetyl CoA) jälkeen?

Mevalonaatti(Mevalonic Acid, MVA)
Mevalonaatti-5-fosfaatti
Mevalonaatti-5-pyrofosfaatti
Mevalonaatti-3-fosfo-5-pyrofosfaatti
Isopentanyylipyrofosfaatti, IPP
3,3-dimetyyliallyyli pyrofosfaatti
Geranyyli pyrofosfaatti, GPP
Farnesyyli pyrofosfaatti, FPP
Skvaleeni, lanosteroli jne jne

Milloin saatiin käsitys kolesterolin vaarallisuudesta sydän ja verisuonitaudeissa?

1950 luvun alussa alkoi asia varmistua ja lähdettiin systemaattisti tutkimaan tilannetta.

Tämä asia on aika nuori, vain puoli vuosisataa. Kesti vuosikymmeniä, ennen kuin kolesterolisynteesin säätymisen salat saatiin selville, vaikka synteesin molekyylit saatiin kartoitettua yksitellen ja entsyymit nimettiin.

Tässä on edelleen massiiviset suitset ja valjakot lääketieteen alalla, jotta voitaisiin pitää rasva-ainehallinta käsissä. Jopa suositukset ovat vieläkin amorfisen muuntuvaisia ja niitä päivitetään vielä toisinaan ja titroidaan totuuksia esiin. Pelätään samalla vääriä pitkäaikaispäätöksiä suosituksissa, koska kolesteroli vaikuttaa koko kehoon, eikä vain sydämeen ja verisuonipuustoon, jossa ne suurimmat edut on saatu alennettaessa kolesterolia lääkkein ja dieetein.

USA:ssa aloitettiin 1948 eräs kolesterolitutkimus, joka antoi tuloksen 1960-luvulla: Kolesteroli, sen LDL-kolesteroli on merkittävä sydäninfarktin vaaratekijä.

Suomi sydäntautien johtava maa, tuli tässä mukaan pian tutkimuksiin. Suomalaisten kokonais- kolesterolit olivat niihin aikoihin 7-9 mmol/L tasoja. Kun olin töissä sisätaudeilla 1973, tapasin henkilöitä, jotka saatoivat käyttää raakaa munaa toistakymmentä kpl päivässä ja verenpaineet saattoivat olla 240/140 tasoja. Siis tilanne Suomessa oli niin suuri medisiininen katastrofitilanne, että sen hahmottaminen oli mitä kiirein. Mitään dieetti linjaa ei oikestaan ollut, sillä sodan jälkeen ja sosioekonomisesta pinteestä toivuttaessa oli kansan yleiskunnon nostaminen pääasiallisin pyrkimys ravinnon suhteen (ruoan saaminen sinänsä- ruoka kuin ruoka!) , eikä vielä mm käytetty kasvisöljyjä eikä rasvattomia tuotteita.Margariinin käytön aloittamista edelsi pitkäaikainen mielipiteitten muokkaus Suomessa. Maidon rasvan alentaminenkin oli mielipiteen muokkausasia. Kananmunan erittäin runsas käyttö oli yleistä kaikkialla, eikä eläinrasvaa tuhlattu pois heittämällä, ei edes paistinrasvoja heitetty pois. Olihan kansa vaikeat nälänhädät läpäissyt, pettuakin ja korvikkeita oli käytetty edellissukupolvissa. Ja Suomessa on lisäksi talvi, jolloin ei ole kasviperäistä ravintoa tuoreena missään itsestään ja aurinko on vähäistä.

Maailmassa syntyi KOLESTEROLIHYPOTEESI:
Tyydyttyneiden rasvahappojen saanti aiheuttaa hyperkolesterolemian. Seerumin suurentunut kolesterolipitoisuus on koronaaritaudin kehittymisen merkittävä riskitekijä.

Vuonna 1974 pystyttiin soluviljelmällä osoittamaan LDL-reseptorien (LDLR) olemassaolo ja miten tämä reseptori säätelee LDL-hiukkasten ja niiden sisältämän kolesterolin soluun oton solukalvojen rakennusaineeksi.

Solun vaste niukkaan kolesterolin saantiin:
Tutkijat havaitsivat soluja tarkatessaan, että jos LDL-kolesterolia lisättiin vain"niukasti" solukon elatusaineeseen, aktivoitui solussa itsessään MEVALONAATTI-tie ( katso listaa ylhäällä) ja tuotti endogeenista kolesterolia , solun itse tekemää kolesterolia solujen tarpeisiin. Samanaikaisesti solujen pinnalle ilmaantui paljon LDL-reseptoreita LDLR, joiden avulla solu pyrki pyydystämään enemmän kolesterolia tarpeisiinsa.( Kolesteroli on erittäin tärkeää solun rakenteelle).

Solun vaste runsaaseen kolesterolin saantiin:
Tutkija teki toisen kokeen. Hän lisäsi elatusaineeseen ”liian paljon" LDL-kolesterolia. Nyt solu alkoi harventaa LDL-reseptoriensa määrää ja otti vähemmän LDL-peräistä kolesterolia sisäänsä. Siis liika kolesteroli jäi solujen ulkopuolelle. Niin suuressa tarjonnassa solu myös säästi omaa sisäsyntyistä kolesterolisynteesikoneistoaan vaimentamalla kolesterolin tuotantoa.

Tällaisen SÄÄTELYJÄRJESTELMÄN avulla solut pystyivät varmistamaan itselleen kolesterolin riittävän saannin ja ehkäisemään ylimääräisen kolesterolin kertymisen. Sehän on sikäli hankala molekyyli, että sillä ei ole aineenvaihduntatietä , se ei hajoa energiaa antaviksi pätkiksi, kuten moni muu kehomolekyyli esim. triglyseridit ja aminohapot voivat pilkkoutua ja niistä vielä saa energiaa niitten hiiliketjuista. Siis kolesteroli ei ole mikään varastorasva,vaan se on eräänlainen rakennusmoduli, kehomme impregnointi aine, se tekee vesitiiviksi kehoa ja soluja. Siksi sillä on tietty välttämätön saantitarve. Katsotaan, että päivässä sitä pitäisi saada noin 300 mg. Keho luonnollsesti tekee sitä myös oikeastaan tuntemattoman määrän( arvioitu noin 700 grammaksi) , josta tuo ravintona saatu lisä on vain murto-osa.

Mutta jossain vaiheessa kolesterolirakenne on "ikäloppu" ja se täytyy vaihtaa paikastaan ja saada pois ja saada uusi tuore molekyyli tilalle. Kolesteroli pitää eräin keinoin erittää ulos, ihosta ja päänahasta se hilseilee pois tai se lehteilee suolen pinnan katoavina epiteelisoluina ja sitä menee tuhoutuvien solujen mukana ulosteeseen solumassoissa tai sitä on hiuksissa ja kynsissä. Sitä pääse pois solujen ja solueritteiden poistumisissa. Sappi myös kuljettaa sitä pois, tosin normaalisti kolesterolipitoisia sappihappoja säilytetään enterohepaattisen kierron avulla melko tarkkaan monta kiertoa ennen kuin rakenne on niin vanhentunut, että molekyylin annentaan mennä pois kehosta. Lääkkeellisesti voidaan juuri tästä enterohepaattisesta vaiheesta saada kolesteroleja erittymään kehosta, jo on tarve niitä vähentää.

Mutta kolesterolia EI tarvitse yhtään liikaa solun sisällä. Jos sitä tulee liikaa jostain syystä, solu ja solukko ja keho funktioineen joutuu ongelmaan sen poiston kanssa. Sappi voi tehdä jopa kolesterolikiviä ratkaisuna sivuteille siirtämiseen. neuronilla on kaksikin liikakolesterolin neuronista poistamisjärjestelmää.

Kolesteroli on solulle " tapettisolu" ja seinäsolu , mutta jos nyt ajattelee tavallista huonetta, seinärakenteet eivät saa olla liian suuret, liian hatarat ja viedä huoneen tilaa sisältä tai tunkeutua naapurin puolelle. Kolesterolia on myös solun sisärakenteitten seinämissä. Sen normaalein sijainti on solukalvon keskisin vettä läpäisemätön kerros ja se osallistuu dolikolin kanssa sopivan fluiditeetin ylläpitoon. Kolesteroli avustaa fosfolipidejä (PL) organisoitumaan energeettisesti ja fysikaalisesti mitä parhaimmin.

Jos kolesterolin tiet eivät toimi joustavasti, hätäratkaisu on liian kolesterolin “plakittaminen”. Tulehdussoluillakin sitä koetetaan ratkaista siinä vaiheessa.

Kolesterolin puute
Jos kolesteroli on juuri sopivaa ja sen funktioryhmä toimii, se on erittäin taitavafunktioinen ja joustava molekyyli omassa tehtävässään ja niin arvokas, että sen puute kehossa on vakava häiriötila. Kolesterolia asettuu varsinkin sellaisiin kohtiin, missä solun toiminta on interaktiossa signalointien kanssa. Aivoissa kolesteroli on tärkeä molekeyli ja aivot ovat kehon kolesterolipitoisin elin( Kts. artikkelia Leoni V.)

Esim. aivoissa on kolesterolikerrosten normaalit pitoisuudet olennaisia. Aivojen kolesterolikerroksen kaventuma kostautuu kognitiivisissa huononemissa ja mielentilan kärtyisyytenä sekä muistin huononemisena. Silmän kolesterolin puute johtaa kaihiin päin.

Kolesterolin funktionaalinen puute on eri asia kuin kehossa oleva kolesterolin puute. Funktionaalisesa puuteessa voi olla runsasti kolesterolia esim seerumissa tai joissain kertymäkohdissa, mutta säätelyjärjestelmän ulottumattomissa ja itse asiassa soluilla on puute kolesterolista.

Aivojen rakenne on enemmän lipidipitoinen kuin muut kehorakenteet ja sen takia kolesterolin funktio aivoissa voi olla myös tärkeä alue, joka tulee kaikissa veren kolesterolin säätelyissä myös ottaa huomioon, varsinkin kun ollaan laskemassa perifeeristä kolesterolia (S-Kol) kiertävässä veressä. Tulee olla herkkä niille indikaattoreille, jotka heijastavat aivojen kolesterolihomeostaasin vaaraantumista. (Aivot ovat autonomisessa aineenvaihdunta-alueessa BBB veriaivoesteen sisällä; kts Leonin artikkeli)

Paljonko aivot vaativat kolesterolin saantia ravinnosta, miten, ja missä suhteessa ravinnon kolesteroliin keho suorittaa endogeenisen kolesterolinsynteesin tasapainoisesti niin, että säätelyherkkyys on funktionaalinen eikä jumitu aivotasossa, aivoveriesteen tasossa? Entä aivon LDLR omat reseptorit? Toimiiko ne paremmin, jos perifeerinen kolesteroli säädetään matalaksi- mutta entä jos dieetin kolesteroli ei vastaakaan tarpeita. Miten paljon aivot syntetisoivat omaan terpeeseen?

Missä määrin aivot ovat verivälitteisestä maksan pakkaamasta LDL-kolesterolista riippuvaiset? Niillä on tietty autonomia, mutta ei niillä ole kovin sofistisia synteesikoneistoja joka molekyylille. Aivot vaativat esim tietyn verensokeritason. Vaativatko aivot tietyn seerumin LDL-kolesterolitason? Tästä on tehnyt tarkan selvityksen Leoni V. väitöskirjassaan.

Toisaalta endogeeninen kolesterolin synteesi on hyvin turvattu monipuolisesti kehossa: sitä syntyy jopa aminohapoista ( leusiinista käsin) ja fundamentaalisista karboksyylihapoista käsin, joita jokaisella elävällä ihmisellä esiintyy. Muutamista rasvahapoista tulee helposti kolesterolia. Näitä rasvahappoja, jotka prioritoituvat kolesterolin syntesiin ovat C12:0 , C140, C16:0 kokoiset rasvahapot. Mutta miten aivojen puolella toimii kolesterolin paikallissynteesi? Onko sille mahdollisuutta? kolesterolin osuutta aivolipideissä on tutkittu jo yli 30 vuotta siten. Neuroni ei syntetisoi kolesterolia. Gliasoluilla on kolesterolin synteesitehtävä ( myeliinitupet ja solukalvot)

Keuhkot tietysti tarvitsevat runsaiten kovaa rasvaa keuhkolesitiinin (surfaktantin) valmistamiseen joten sinne suuntautuu kylomikronivirta suolistosta ensisijaisesti. Mikä keuhkojen osuus HDL /LDL tasapainossa on, sitä näyttää myös pohditun erikseen. Keuhkoilla on kaksinkertainen verenkierto, keuhkon spesifi orgaanifunktio , jossa se vaihtaa hiilidioksidin happeen ( ja saa myös runsaasti kylomikroneja) ja sitten tavallinen valtimoverenkierto, joka palaa laskimoverenkiertona tavalliseen tapaan, joten sen HDL ja LDL asiat pitää katsoa erikseen.