• Головна
  • Корисні посилання
  • Про журнал
  • Авторам
  • Редакційна колегія

    •
    Вістник проблем біології і медицини / Випуск 1 (159), 2021 / ФАРМАКОДИНАМІКА АМІНОКИСЛОТ

    Зайченко Г. В., Горчакова Н. О., Клименко О. В., Шумейко О. В., Сорокопуд К. Ю., Клименко О. Г.

    ФАРМАКОДИНАМІКА АМІНОКИСЛОТ

    Про автора:

    Зайченко Г. В., Горчакова Н. О., Клименко О. В., Шумейко О. В., Сорокопуд К. Ю., Клименко О. Г.

    Рубрика:

    ОГЛЯДИ ЛІТЕРАТУРИ

    Тип статті:

    Наукова стаття

    Анотація:

    Резюме. В оглядовій статті показано значення амінокислот в реалізації функції і метаболізму життєво важливих органів серцево-судинної, нервової системи, травного каналу в нормі і при патології, розкриті особливості фармакодинаміки лейцину, L-аргініну, глутаміновой кислоти, глутамату, цистеіну, таурину, ацетилцистеіну, метіоніну, гліцину та їх похідних. Амінокислоти відіграють важливу роль в організмах. Вони є субстратами для синтезу білка, регулюють і відбуваються в біохімічних процесах. У кардіології амінокислоти проявляють важливе значення у функціях та метаболізмі серцево-судинної системи в нормі та патології. Останні роки вчених цікавили амінокислоти з розгалуженим ланцюгом, такі як лейцин, ізолейцин, валін. Встановлено, що ці амінокислоти беруть участь як біоенергетичне паливо при хронічній гіпоксії, мають місце в біогенній стимуляції мітохондрій, мають адаптаційну функцію. Лейцин використовується в клінічній практиці та спортивній медицині для підвищення працездатності та реалізації антистресових властивостей. Він також має певний антиатерогенний вплив. L-аргінін застосовується в кардіології для серцевої недостатності, ішемічної хвороби серця, кардіосклерозу, лікування артеріальної гіпертензії як з’єднання комплексної фармакотерапії. L-аргінін є структурним компонентом NO-синтази, що каталізує синтез NO при ендотеліальній дисфункції. Це сприяє нормалізації внутрішньоклітинного метаболізму, збільшує вміст таурину, орнітину, гліцину в сироватці крові, що можна розглядати як компенсаторну, захисну реакцію при ішемії міокарда. L-аргінін має антиатерогенні властивості ще й тому, що пригнічує окислення ліпопротеїдів низької щільності. L-глутамінова кислота володіє антиоксидантно-антистресовоюактивністю, яка підвищує скоротливість міокарда. Аспарагінат калію та магнію забезпечують енергетичний метаболізм, рівень калію, магнію та має антиангінальні, антиаритмічні властивості. Амінокислоти, що містять сірку, відіграють важливу роль у кардіології. Цистеїн є компонентом ферментів тіолу. Ацетилцистеїн має відхаркувальну, кардіопротекторну, а також антитоксичну дію. Цистеїн перетворюється на таурин. Таурин розширює судини, має антиоксидантну, антиагрегатну, гіпоглікемічну, антитоксичну радіопротекторну дію, може підвищувати скоротливість міокарда. Таурин є компонентом ліків. Кратал, який призначають для лікування серцево-судинних патологій та лікування метаболічного синдрому. Гліцин має антиатеросклеротичний вплив, оскільки сприяє надходженню хлорид-іонів у клітини, що призводить до низького вмісту тригліцеридів. У неврології та психіатрії амінокислоти використовуються в комплексній фармакотерапії. Гліцин був першим церебропротектором, який реалізує нейротрофічний ефект, впливаючи на прооксидант-антиоксидант та енергетичний метаболізм. Гіперактивація глутаматергічної системи відіграє важливу роль у патофізіології розсіяного склерозу. Препарати для лікування цього захворювання регулюють діяльність глутаматергічної системи. L-аргінін включений у лікування неврологічних та психічних захворювань. оскільки це сприяє нормальним функціям кори. L-аргінін призначають при депресивному стані, лікуванні мітохондріальної енцефалопатії. На відміну від хвороби Альцгеймера, рівень L-аргініну підвищений, тому в цьому випадку необхідно призначати препарати, що знижують рівень L-аргініну. Амінокислоти можуть застосовуватися при гастроентерологічних захворюваннях, особливо при гепатиті та цирозі. При неалкогольній хворобі печінки лейцин має гепато-, нейро-, нефропротекторну дію. Сірковмісні амінокислоти (таурин, N-аденозилметионін мають гепатопротекторну дію при неалкогольному печінковому гепатиті. Глютаргін (L-аргінін + acidum glutaminicum) має антиоксидантну гепатопротекторну дію, ефективний при гепатиті при внутрішньопечінковому холестазі. Доведена доцільність включення препаратів амінокислот та іх похідних до фармакотерапії захворювань серцево-судинної, нервової системи, травного каналу для підвищення ефективності та безпечності лікування. Тому літературні джерела показали, що амінокислоти можуть бути важливими та необхідними компонентами фармакотерапії в кардіології, неврології та гастроентерології.

    Ключові слова:

    амінокислоти, фармакологія, серцево-судинні, нервові, гастроентерологічні захворювання.

    Список цитованої літератури:

    1. Chekman IS, Syirovaya AO, Novikov IV, Makarov VA, Andreev SV, Shapoval LG. Aminokislotyi – nanorazmernyie molekulyi: klinikolaboratornyie issledovaniya. Harkov: FOP Tomenko YU.I; 2014. 15 s. [in Russian]
    2. Huang Y, Zhou M, Sun H, Wang Y. Branched-chain amino acid metabolism in heart disease: an epiphenomenon or a real culprit? Cardiovascular research. 2011;90(2):220-3.
    3. Syirovaya AO, Shapoval LG, Makarov VA, Petunina VN, Grabovetskaya ER. Aminokislotyi glazami himikov, farmatsevtov, biologov: v 2-h tomah. T. 2-H.: Schedra sadiba plyus; 2015. 280 s. [in Russian]
    4. D’Antona G, Ragni M, Cardile A, Tedesco L, Dossena M, Bruttini F. Branched-chain amino acid supplementation promotes survival and supports cardiac and skeletal muscle mitochondrial biogenesis in middle-aged mice. Cell metabolism. 2010;12(4):362-72.
    5. Mykhailovska NS, Stetsiuk IO, Kulynych OO, Lisova OO. Klinichna efektyvnist zastosuvannia L-arhininu u khvorykh na ishemichnu khvorobu sertsia ta metabolichnyi syndrom. Semeinaia medytsyna. 2019;2(83):59-65. [in Ukrainian]
    6. Zhdan VM, Khaimenova HS, Babanina MIu, Katerynchuk OI, Volchenko HV. Vyznachennia efektyvnosti terapii ishemichnoi khvoroby sertsia. Aktualni problemy suchasnoi medytsyny. 2019;119(3):27-30. [in Ukrainian]
    7. Sokolova LK, Pushkarov VM, Tronko M. L–arhinin u normi ta patolohii. Endokrynolohiia. 2019;24(4):373-85. [in Ukrainian]
    8. Neal N, Meininger CJ, Keddy D. Safety and effectiveness of arginine in adults. J. Nutr. 2016;136(12):2587-2593. doi:10.3945/jn.116.234740.
    9. Zavalska HV, Bohdan YY. Vplyv antyoksydantnoi terapii ta L-ahhininu na spektr zamisnykh aminokyslot v syrovattsi krovi khvorykh na nestabilnu stenokardiiu. Likarska sprava. 2019;1(2):63-4. [in Ukrainian]
    10. Shumakov VO, Tereshchenko NM, Voloshyna OV, Tereshkovych LP, Malynovska IE. Efektyvnist kombinovanoho preparatu L -arhininu ta L-karnitynu v terapii patsiientiv z hostrym infarktom miokarda. Ukrainskyi kardiolohichnyi zhurnal. 2019;5:63-6. [in Ukrainian]
    11. Nikitin DS. L-arginin v sostave standartnoy farmakoterapii gipertonicheskoy bolezni, komorbidnoy rasstroystvom adaptatsii, bezopasnosti dlitelnogo lecheniya. Prikladnyie informatsionnyie aspektyi meditsinyi. 2019;22(5):79-94. [in Russian]
    12. Mykhailovska NS, Stetsiuk IO, Kulynych TO, Lisova OO. Klinichna efektyvnist zastosuvannia L-arhininu u khvorykh na ishemichnu khvorobu sertsia ta metabolichnyi syndrom. Simeina medytsyna. 2019;2(82):59-65. [in Ukrainian]
    13. Sudar-Milovanovic E, Obradovic M, Jovanovic A, Zarie B, Zafirovic S, Panic A. Benefits of L-arginine on cardiovascular system. Mini Rev. Med. Chem. 2015;6(2):94-103.
    14. Treschinskaya MA. Antieydzhingovyiy effekt L-arginina. Meditsina neotlozhnyih sostoyaniy. 2012;3(42):50-4. [in Russian]
    15. Tyurenkov IN, Perfilov VN, Sadikova IV, Berestovitskaya VM, Vasileva OS. Vliyanie novogo proizvodnogo glutaminovoy kislotyi na pokazateli sokratimosti mIokarda stressovannyih zhivotnyih v usloviyah blokadyi sinteza oksida azota. Byulleten eksperimentalnoy biologii i meditsinyi. 2016;159(3): 366-8. [in Russian]
    16. Spasov AA, Kosolapov VA. Primenenie L-asparaginata i kombinatsii soley magniya s vitaminom V6 v meditsine. Rossiyskiy med. zhurnal. 2017;23(2):89-95. [in Russian]
    17. Bohdan TV, Dobrovolska IYu, Lavor YaM, Morhun IL, Cherednichenko YuV, Yakovenko AYu. Rol sirkovmisnykh aminokyslot ta yikhnikh pokhidnykh u patohenezi aterosklerozu. Therapia. 2017;2(117):44-5. [in Ukrainian].
    18. Nechaeva GI, Druk IV, Ryapolova EA. Effektivnost i perenosimost taurina u patsientov s saharnyim diabetom 2-go tipa i diastolicheskoy disfunktsiey levogo zheludochka. Poliklinika. 2015;1:58-62. [in Russian]
    19. Schaffer SW, Shimada-Takamura K, Jong CJ. Impaired energy metabolism of the taurine deficient heart. Amino AQcids. 2016;48(2): 549-558.
    20. Antsiferov MB. Rol taurina i ego defitsita v organizme cheloveka i zhivotnyih. Farmateka. 2012;16:60-78. [in Russian]
    21. Statsenko ME, Turkina SV, Shilina NN, Vinnikova AA. Endotelioprotektorn svoystva taurina u bolnyih s hronicheskoy serdechnoy nedostatochnostyu i saharnyim diabetom 2 tipa. Kardiovaskulyarnaya terapiya i profilaktika. 2016;15(2):38-44. [in Russian]
    22. Vasileva IS, Rezvin VV. Izuchenie vliyaniya taurina na klinicheskoe techenie stenokardii napryazheniya u patsientov s postinfarktnyim kardiosklerozom. Ros. kardiol. zhurnal. 2018.4(156):82-8. [in Russian]
    23. Kim C, Cha YN. Taurine chloramines produced from taurine under inflammation provides anti-inflammatory and cytoprotective effects. Amino Acids. 2014;46(1):89-100.
    24. Kuznetsova SM, Krasnochenko ID. Rol taurina i ego defitsita v patogeneze serdechno-sosudistyih zvbolevaniy i diabeta. Zhurnal nevrologii im. B. M. Mankovskogo. 2018;6(2):27-32. [in Russian]
    25. Zviahina TS. Vplyv taurynovmisnoho preparatu “kratal” na rozvytok metabolichnoho syndromu, indukovanoho vysokoiu zhyrovoiu diietoiu. Problemy endokrynnoi patolohii. 2013;2:61-73. [in Ukrainian]
    26. Horbenko NI, Zviahina TS, Borikov OYu, Shalamai AS. Vplyv taurynvmisnoho preparatu Kratal na oksydatyvnyi status mitokhondrii sertsia shchuriv iz metabolichnym syndromom. Endokrynolohiia. 2015;20(3): 594-8. [in Ukrainian]
    27. Beketova GV, Soldatova OV. Atsetiltsistein:sovremennyie vozmozhnosti primeneniya v praktike pedIatra i semeynogo vracha. Sovremennaya pediatriya. 2018;7(95):69-76. [in Russian]
    28. Effin D, Jallouli M, Annali A, Gharbi N, Elfaraa S, Laszam MM. A mineview on N-acetylcysteine. An old drug with new approaches. Life Sci. 2016;151:359-61.
    29. Salamon S, Kramar B, Marolt TP, Poljsak B, Milisav I. Medical and Dietary uses of N- acetylcysteine. Antioxidant. 2019;8(5):111-3.
    30. Bohdan TV, Dobrovolska IYu, Lover YaM, Morhun IL, Cherednichenko YuV, Yakovenko AYu. Rol sirkovmisnykh aminokyslot ta yikh amidiv v patohenezi aterosklerozu. Vrachebnoe delo. 2018;7:12-16. [in Ukrainian]
    31. Michas G, Micha R, Zampelas A. Dietaryfatsandcardiovasculardisease: puttingtogetherthepiecesof a complicatedpuzzle. Atherosclerosis. 2014;234:320–8.
    32. Rom O, Grajeda-Iglesias C, Najjar M. Dietary fats and cardiovascular disease: putting together the pieces of a complicated puzzle. Atherosclerosis. 2014;234(2):320-38.
    33. Rom O, Aviram M. It is not just lipids: proatherogenic vs. antiatherogenic roles for amino acids in macrophage foam cell formation. Current opinion in lipidology. 2017;28(1):85-7.
    34. Zhao Y, Dai XY, Zhou Z, Zhao GX, Wang X, Xu MJ. Leucine supplementation via drinking water reduces atherosclerotic lesions in apoE null mice. Acta Pharmacol Sin. 2016;37:196–203.
    35. Shah SH, Bain JR, Moehlbauer MJ, Stevens RD, Crosslin DR, Haynes C. Association of a peripheral blood metabolic profile with coronary artery disease and risk of subsequent cardiovascular events. Circ Cardiovasc Genet. 2010;3: 207-14.
    36. Gannon NP, Schnuck JK, Vaughan RA. BCAA metabolism and insulin sensitivity–Dysregulated by metabolic status? – Mol Nutr Food Res. 2018;62: e1700756.
    37. Pedersen HK, Gudmundsdortir V, Nielsen HB. Human gut microbes impact host serum metabolome and insulin sensitivity. Nature. 2016;535:376-80.
    38. Newgard CB, An J, Bain JR, Muehlbauer MJ, Stevens RD, Lien LF. A branched-chain amino acid-related metabolic signature that differentiates obese and lean humans and contributes to insulin resistance. Cell Metab. 2009;9:311-26.
    39. Bifari F, Nisoli E. Branched-chain amino acids differently modulate catabolic and anabolic states in mammals: a pharmacological point of view. Br J Pharmacol. 2017;174:1366–77.
    40. Sun L, Hu C, Yang R. Association of circulating branched-chain amino acids with cardiometabolic traits differs between adults and the oldest-old. Oncotarget. 2017;8:88882–93.
    41. Paramjit S,Tappia PS, Thliveris J, Xu YJ, Aroutiounova N, Dhalla NS. Effects of amino acid supplementation on myocardial cell damage and cardiac function in diabetes. Exp.Clin.Cardiol. 2011;16(3):e17–e22.
    42. Ito T, Schaffer SW, Azuma J. The potential usefulness of taurine on diabetes mellitus and its complications. Amino acids. 2012;42(5): 1529-39
    43. Rizzo AM, Berselli P, Zava S. Endogenous antioxidant sandradical scavengers. Adv Exp Med Biol. 2011;698:52–67.
    44. Kucherenko L, Belenichev I, Mazur I, Khromylova O, Parniuk N. Influence of the fixed combination of glycine with thiotriazoline on energy metabolism parameters in brain conditions of experimental cerebral ischemia. J Fac Pharm Ankara 2018;42(1):14-21.
    45. Khromylova OV. Shchodo poiednannia hlitsynu ta tiotryazolinu v odnii likarskii formi. Aktualni pytannia farmatsevtychnoi i medychnoi nauky i praktyky. 2019;12(2):181-3. [in Ukrainian]
    46. Ali-Sisto T, Tolmunen T, Viinamaki H. Global arginine bioavailability ratio is decreased in patients with major depressive disorder. Journal of Affective Disorders. 2018;229:145-51.
    47. Koga Y, Povalko N, Inoue E, Nakamura H, Ishii A, Suzuki Y. Therapeutic regimen of L-arginine for MELAS: 9-year, prospective, multicenter, clinical research. J Neurol. 2018;265(12):2861-74.
    48. Chia NI, Lin CN, Huang CC, Huang KL, Lin KJ, Yen TC, Kuo HC. A metabolitic approach to identifying biomarkers in blood of Alzheimer’s disease. Annals of clinical and translational neurology. 2019;6(3):537-45.
    49. Mapstone M, Lin F, Nalls MA. What success can teach us about failure: the plasma metabolome of older adults with superior memory and lessons for Alzheimer’s disease. Neurobiology of aging. 2017;51:148-55.
    50. Colton CA, Mott RT, Sharpe H, Xu Q, Van Nostrand WE, Vitek MP. Expression profiles for macrophage alternative activation genes in AD and in mouse models of AD. J Neuroinflammation. 2006;3:1–12.
    51. Liu P, Fleete MS, Jing Y. Altered arginine metabolism in Alzheimer’s disease brains. Neurobiology of aging. 2014;35(9):1992-2003.
    52. Kan MJ, Lee JE,Wilson JG. Arginine deprivation and immune suppression in a mouse model of Alzheimer’s disease. J Neurosci. 2015;35:5969–82.
    53. Sarchielli P, Greco L, Floridi A, Gallai V. Excitatory amino acids and multiple sclerosis: evidence from cerebrospinal fluid. Arch. Neurol. 2003;60: 1082–88.
    54. Al Gawwam G, Sharquie IK. Serum glutamate is a predictor for the diagnosis of multiple sclerosis. 2017;2017:ID9320802.
    55. Cicalini I, Rossi C, Piragostino D, Agnifili L. Integrated lipidomics and metabolomics analysis of tears in multiple sclerosis: an insight into diagnostic potential of lacrimal fluid. Int. J. Mol. Sci. 2019;20(6):1265-70.
    56. Benussi A, Alberici A, Buratti E. Toward a glutamate hypothesis of frontotemporal dementia. Frontiers in neuroscience. 2019;13:304-9.
    57. Levite M. Glutamate, T cells and multiple sclerosis. Journ. Neurol. Transm. (Viena). 2017;124(7):775-798.
    58. Macrez R, Syys P.K, Vivien D, Lipton SA, Docagne F. Mechanisms of glutamate toxicity un multiple sclerosis:biomarkers and therapeutic opportunities. Lancet. 2016;15(10):1089-102.
    59. Landi D, Vollaro S, Penegrini G, Vulas D, Ghazaryan А, Falato E, et al. Oral fingolimod reduces glutamate-mediatedcortical excitability in xing remmiting multiple sclerosis. Clin. Neurophysiol. 2015; 125:165-169.
    60. Luchtman D, Gollan R, Tllwardt E ,Birkeestock J. In vivo and in vitro effects of multiple sclerosis immunomodulatory therapeutics on glutamatergic excitotoxicity. J. Neurochem. 2016;136:971-980.
    61. Li Y, Hai X, Qi Q, Wang L, Yang S, Zhang Y. Scavenging of blood glutamate for enhancing brain to blood glutamate efflux. Mol. Mrd. Rep. 2014; 9:305-10.
    62. Kuzmina UM, Zaynullina LF, Vahigov VA, Bahtiyarova BZ, Vahatova YuV. Rol glutamata v patogeneze rasseyannogo skleroza. Zhurnal nevrologii im. S. S. Korsakova. 2019;19(8):160-187. [in Russian]
    63. Kawaguchi T, Taniguchi E, Sata M. Effects of oral branched-chain amino acids on hepatic encephalopathy and out come inpatients with liver cirrhosis. Nutr Clin Pract. 2013;28(5):580-8.
    64. Gluud LL, Dam G, Les I, Marchesini G. Branched-chain amino acids for people with hepatic encephalopathy. Cochrane Database Syst Rev. 2017;5(5): CD001939. doi: 10.1002/14651858.CD001939.pub4.
    65. Kawaguchi T, Shiraishi K, Furnilto T. Branched-сhain аmino аcids рrevent the patocarcinogenesis and prolong survival of patients with cirrhosis. Clinical Gastroenterology and Hepatology 2014;12:1012–18.
    66. Hagiwara A, Nishiyama M, Ishizaki S. Branched-chain amino acids prevent insulin-induced hepatic tumor cell proliferation by inducing apoptosis through mTORC1 and mTORC2-dependent mechanisms. Journ. Cell Physiol. 2012;227: 2097–105.
    67. Gaggini M, Carli F, Rosso C. Altered amino acid concentrations in NAFLD: Impact of obesity and insulin resistance. Hepatology. 2018;67(1):145-58.
    68. Batyirevich AV, Rakevich MV. Vyiyavlenie narusheniy funktsii pecheni na osnovanii morfologicheskogo issledovaniya eyakulyata. Laborator. diagnostika. Vostochnaya Evropa. 2017;6(1):130-2. [in Russian]
    69. Kukovska II. Zminy funktsionalnoho stanu nyrok u shchuriv pid vplyvom syntetychnoho analohu leikyn-enkefalinu dalarhinu pry znyzhenni aktyvnosti renin-anhiotenzyn-aldosteronovoi systemy. Bukovynskyi med. zhurnal. 2012; 16(3):146-8. [in Ukrainian]
    70. Danchenko OP, Pentiuk OO. Otsinka protektornoi dii trymetazydynu, tiotryazolinu, taurynu ta ubikhinonu na indukovanu symvastatynom mio- ta hepatotoksychnist u shchuriv z hiperkholesterynemiieiu. Sovremen. problemы toksykolohy. 2008;13:61-7. [in Ukrainian]
    71. Chistik T. Mesto S-adenozilmetionina (Geptral) v lechenii nealkogolnoy zhirovoy bolezni pecheni. Gastroenterologiya. 2018;154(1):82-6. [in Russian]
    72. Kalko KO, Drohovoz SM, Kairo OO, Pozdniakova AYu. Tsyrkadni osoblyvosti antyoksydantnykh ta membranoprotektornykh vlastyvost. hlutarhinu v umovakh hostroho determinovanoho paratsetamolovoho hepatytu. Klinichna farmatsiia. 2017;21(2):46-51. [in Ukrainian]

    Публікація статті:

    «Вістник проблем біології і медицини» Випуск 1 (159), 2021 рік , 264-272 сторінки, код УДК 616. 12-009. 72-088. 224:615. 22:577. 112. 3

    DOI:

    10.29254/2077-4214-2021-1-159-264-272