La perspectiva de la calicreína
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calicreínas en el cuerpo humano incluyen la calicreína plasmática y la calicreína tisular, que se convierten de precalicreína y precalicreína, respectivamente. La calicreína plasmática cataliza la hidrólisis del cininógeno polimérico para producir bradicinina y cinina. En el cuerpo humano, la calicreína tisular, también conocida como calicreína pancreática/renal [4], puede catalizar la hidrólisis del cininógeno de bajo peso molecular para producir calicreína pancreática. La bradicinina y la cinina pancreática hidrolizan Arg en el extremo carboxilo bajo la acción de la calicreína I para generar des-Arg_-BK y des-Arg_-kinina respectivamente. Este último todavía es biológicamente activo y requiere enzima convertidora de angiotensina o aminopeptidasa para su inactivación completa. Las cininas interactúan principalmente con B1 R y B2 R acopladas a proteínas G. B2 R es la expresión de un gen de mantenimiento. En condiciones normales, es el principal receptor de la cinina y es sensible a la bradicinina y a la cinina pancreática.
B1R es inducido por inflamación e isquemia y es sensible a des-Arg_-kinin y des-Arg-BK es más sensible a des-Arg_-kinin que des-Arg-BK. Se sugiere que B1R puede estar involucrado en la respuesta inflamatoria y la mejora de la circulación en el sitio de la lesión, y desempeña un papel importante en la angiogénesis. Después de que la quinina se une al receptor, activa las vías NO-CGMP y PG-CAMP, regulando así la liberación de sustancias bioactivas como NO y PG, y participando en la regulación de múltiples funciones orgánicas y diversos procesos patológicos, como la inhibición de la apoptosis. , la inflamación, la hipertrofia y la fibrosis promueven la formación de nuevos vasos sanguíneos en el corazón, los riñones y el cerebro y la formación de nuevos nervios en el cerebro.
El efecto protector de la calicreína tisular sobre el sistema cardiovascular y los riñones
La calicreína tisular humana (HTK) está ampliamente presente en el riñón humano, el sistema cardiovascular y el sistema nervioso central, el páncreas. , intestino y otros órganos, ejerce sus amplios efectos fisiopatológicos uniendo sus metabolitos a receptores. Entre ellos, HTK ha sido el más estudiado en enfermedades cardiovasculares y renales.
El sistema calicreína (KKS) juega un papel importante en el mantenimiento de la presión arterial normal y en la protección del corazón. Los defectos en KKS pueden provocar presión arterial alta. El estudio de Berry en una familia en 1989 demostró que la calicreína urinaria humana (HUK) podía reducir la presión arterial alta. Muchos experimentos con animales sobre hipertensión o modelos de isquemia-reperfusión miocárdica (I∕R) han demostrado que el adenovirus transducido con el gen de calicreína del tejido humano (ad. htk) puede reducir la hipertensión, reducir la hipertrofia y la fibrosis del miocardio y mejorar la función cardíaca, reducir el alcance. de infarto de miocardio, reduzca I ∕ R..
La calicreína urinaria humana (HUK) es un importante vasodilatador renal, diurético y agente de excreción de sodio, que puede proteger los riñones. La reducción de la calicreína urinaria humana (HUK) puede causar nefropatía leve en pacientes hospitalizados y puede provocar insuficiencia renal grave en casos graves. El sistema de calicreinina (KKS) combate la insuficiencia renal causada por una dieta rica en sal o medicamentos inhibiendo la inflamación y las enzimas oxidativas.
El efecto protector de la calicreína tisular sobre el tejido cerebral
En humanos, se ha confirmado que la calicreína tisular se distribuye en el tálamo, el hipotálamo, la materia gris, la formación reticular del tronco encefálico, las células pituitarias y Neuronas del plexo coroideo. B2R se expresa en astrocitos, oligodendrocitos, microglía, células endoteliales vasculares cerebrales, corteza cerebral, cuerpo estriado, tálamo e hipotálamo humanos. Sin embargo, B1R se expresa en neuronas del tálamo, hipotálamo y arteria basilar. Los estudios in vitro han demostrado que el B1R humano está presente en las células endoteliales vasculares, las células del músculo liso aórtico, las arterias coronarias y las arteriolas musculares. La expresión de B1R está regulada positivamente en lesiones isquémicas o inflamación. Todo esto proporciona un requisito previo para que la calicreína tisular proteja el tejido cerebral uniéndose a B1R y B2R a través del metabolito cinina. Los efectos y mecanismos neuroprotectores específicos son los siguientes:
1. Expandir las arterias cerebrales y mejorar el suministro de sangre y oxígeno al tejido cerebral isquémico.
Se han realizado investigaciones en profundidad sobre la fisiopatología de la isquemia cerebral y se han propuesto muchas teorías, pero hasta ahora ningún mecanismo puede dilucidar completamente el mecanismo de daño de la isquemia cerebral. Actualmente se cree que los mecanismos moleculares implicados en la lesión isquémica cerebral incluyen la liberación de aminoácidos excitadores, el desequilibrio de la homeostasis de los iones calcio, la formación de radicales libres, la activación de proteasas y la mediación del no.
El papel del NO en la lesión isquémica cerebral siempre ha sido un tema de investigación candente. El NO tiene funciones duales de neuroprotección y neurotoxina. Se cree que la función dual del NO está relacionada con su fuente. El NO se sintetiza a partir de L-arginina catalizada por la NOS y se puede dividir en tipo estructural (cNOS) y tipo inducible (iNOS incluye el tipo endotelial). y tipo neurogénico (nNOS). Los experimentos han demostrado que el NO producido por la sobreexpresión de iNOS y nNOS es neurotóxico, mientras que el NO producido por eNOS tiene efectos neuroprotectores. Por lo tanto, los fármacos que aumentan el NO mediante la regulación positiva de la eNOS pueden ejercer efectos neuroprotectores.
B1R y B2R son receptores acoplados a proteína G especiales y ajustables, que se ha confirmado que tienen la misma vía de transducción de señales en las células endoteliales.
Cuando la quinina se une a B1 R o B2 R, la proteína G acoplada al extremo intracelular del receptor activa la fosfatasa C (PLC) para hidrolizar aún más el inositol 4,5-bifosfato (IP3), que se difunde. Se une al receptor IP3 en el citoplasma del retículo sarcoplásmico, provocando la liberación de Ca2 del reservorio y la entrada de Ca2 extracelular, aumentando el Ca2 intracelular y finalmente activando la eNOS. El aumento de Ca2 intracelular también activa la fosfolipasa A2 (PLA2) e induce PGI2. Lamontagne, Bay & Acute; Lichard et al. sugirieron que los efectos vasodilatadores de des-Arg_-BK están mediados al menos parcialmente por NO y que el PG no parece ser importante. El efecto de las cininas sobre la dilatación de las arterias cerebrales se debe en parte a la liberación de NO.
Los niveles de cinina pancreática en la circulación periférica están elevados en pacientes con accidente cerebrovascular agudo dentro de los 8 días posteriores al ataque isquémico. El estudio de Simone et al. demostró que la concentración de calicreína tisular y calicreína pancreática en 22 pacientes con oclusión de la arteria cerebral media e infarto grande era mayor que la de 14 adultos normales. Estos indican que la calicreína tisular y la calicreína pancreática se activan en el tejido cerebral isquémico. La cinina pancreática tiene un efecto vasodilatador significativo. La cinina pancreática y su metabolito dearginina cinina pueden unirse a B2R y B1r respectivamente, liberando NO y dilatando las arterias cerebrales. En humanos y animales normales, la vasodilatación está mediada principalmente por B2R. Sin embargo, en condiciones de inflamación o isquemia, el B1R recién expresado media principalmente la vasodilatación. Por ejemplo, en condiciones patológicas, B1R muestra un efecto de dilatación de la arteria coronaria más pronunciado que B2R.
Durante una lesión isquémica, como un infarto cerebral agudo, las células vasculares en el área isquémica son inducidas a producir B1R. En este momento, la quinina se combina con B1R para dilatar las arterias del tejido cerebral isquémico, mejorando así la isquemia. Función cerebral. Suministro de sangre y oxígeno a los tejidos.
2 Favorecer la formación de nuevos vasos sanguíneos en el tejido cerebral isquémico.
El sistema calicreína-quinina (KKS) está regulado positivamente en pacientes y modelos animales de enfermedad vascular periférica. El sistema calicreína-cinina (KKS) desempeña un papel importante en la promoción de la angiogénesis y la inhibición de la apoptosis en enfermedades isquémicas del miocardio/extremidades. Se cree que las cininas tienen efectos protectores a largo plazo sobre el tejido isquémico al mejorar la angiogénesis. La transducción local del gen HTK puede inducir angiogénesis en la zona y promover la reparación del tejido. Los experimentos in vivo muestran que la transducción del gen HTK puede promover la neovascularización corneal y la proliferación capilar en conejos. Los estudios han demostrado que dosis bajas (106 UFP) de publicidad. htk transferido a ratones puede promover el crecimiento de capilares y arterias en los músculos de las extremidades, y las 107 PFU de ad.htk pueden expandir aún más los microvasos. En ratones diabéticos inducidos por estreptozotocina, la administración local de KLK detuvo el proceso de reducción de la microvasculatura en los músculos esqueléticos de las extremidades posteriores. Este efecto se consigue inhibiendo la apoptosis y promoviendo la regeneración vascular. Después de inhibir KLK con la proteína de unión a KLK inhibidora de calicreína tisular, se puede observar que inhibe la proliferación del endotelio capilar e induce su apoptosis, inhibiendo en última instancia la formación de nuevos vasos sanguíneos.
Estudios in vitro han encontrado que la quinina activa la óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS) a través de la vía IP3-AKt/proteína quinasa B (IP3-Akt-B) o calmodulina, que regula el factor de crecimiento endotelial vascular. El cuerpo induce la formación de células endoteliales del estroma a través de eNOS. Los estudios in vivo han demostrado que Akt-B y eNOS están funcionalmente relacionados con la vía de angiogénesis inducida por ad.htk, y las cininas inducidas por ad.htk y el factor de crecimiento endotelial vascular A*** desempeñan las siguientes funciones: inducir angiogénesis, producir NO , Relajar los vasos sanguíneos.
Estudios farmacológicos han demostrado que B1R juega un papel importante en la proliferación capilar. B1R no solo media directamente en el crecimiento y la supervivencia de las células endoteliales en una lesión isquémica (las cininas atraen eficazmente a los leucocitos, que son necesarios para la producción de factores de crecimiento endoteliales), sino que también aumenta las proteínas plasmáticas extravasculares que proporcionan vasos sanguíneos para la formación temporal de vasos sanguíneos. stent) participa en la formación de nuevos vasos sanguíneos después de la isquemia. Investigaciones recientes muestran que en ausencia de B1R hereditario, no se pueden formar nuevos vasos sanguíneos reparables. Por tanto, B1R juega un papel importante en la promoción de la angiogénesis en el tejido isquémico.
Durante la isquemia cerebral aguda y la lesión celular, la expresión de B1R está regulada positivamente, la calicreína tisular se une a B1R a través del metabolito des-Arg_-kinina y está regulada por IP3-Akt-b o calcio. La hormona activa aún más la óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS), promoviendo así la formación de nuevos vasos sanguíneos en el tejido cerebral isquémico.
Promueve la migración de células gliales e inhibe la apoptosis, y reduce la invasión de células inflamatorias.
Diferentes modelos animales han demostrado que la calicreína tisular (KLK) puede reducir el daño a órganos como el corazón, los riñones y el cerebro al inhibir la apoptosis y la infiltración de células inflamatorias. En un modelo de rata de isquemia cerebral focal causada por oclusión de la arteria cerebral media (MCAO), Julie Chao y Lee Chao introdujeron ad.htk en los ventrículos cerebrales, lo que puede reducir significativamente el daño neurológico causado por la isquemia y reducir el área del cerebro. infarto Promueve la supervivencia de las células gliales y la migración a la penumbra y el centro isquémico, reduce la apoptosis de las células neuronales y gliales, infiltra las células inflamatorias, promueve la angiogénesis y la regeneración de las células neuronales, mejorando así la tasa de supervivencia. La infusión intravenosa continua de calicreína tisular humana después de la MCAO cerebral tiene un efecto directo en la recuperación de las funciones neurológicas, como los trastornos del movimiento causados por la isquemia-reperfusión
La isquemia-reperfusión cerebral causada por la MCAO destruye la circulación sanguínea El gen KLK o la proteína puede atravesar la barrera hematoencefálica y entrar en el área de lesión por isquemia cerebral, ejerciendo así un efecto neuroprotector. El análisis morfológico mostró que la transducción del gen KLK mejoró la tasa de supervivencia y promovió la migración de las células gliales hacia la penumbra y el centro isquémico. La mejora en la tasa de supervivencia celular después de la introducción del gen KLK está relacionada con el aumento de los niveles de NO en el cerebro, los niveles de fosfo-Akt y bcl-2, la disminución de la activación de la caspasa-3, la disminución de la actividad de la NAD(P)H oxidasa y la inhibición de la generación de superóxido. . Esto demuestra que el efecto protector de la transferencia del gen o proteína KLK sobre la lesión isquémica cerebral no depende de sus efectos vasodilatadores y antihipertensivos, sino a través de las siguientes vías: promoviendo la supervivencia y migración de las células gliales, e inhibiendo el estrés oxidativo y Akt-Bcl. 2 vía de transducción de señales inhibe la apoptosis.
Los estudios han demostrado que los efectos de las quininas sobre la migración celular y la apoptosis pueden ser bloqueados por el antagonista B2 R etibant, lo que indica que B2 R media estos efectos. El efecto protector de B2R sobre el accidente cerebrovascular isquémico también se confirmó en ratones con deficiencia de B2R. En comparación con los ratones de tipo salvaje, los ratones con deficiencia del receptor B2 desarrollaron un tamaño de infarto y apoptosis más evidentes, así como trastornos del movimiento más graves después de una lesión I/R. En el día 1 de isquemia, su acumulación de leucocitos fue menor que la de los ratones de tipo salvaje, pero en el día 3 de isquemia, su acumulación de leucocitos fue mayor que la de los ratones de tipo salvaje. Los estudios han demostrado que el uso temprano de antagonistas B2R (0,25 h a 6,25 h después de la isquemia cerebral) puede reducir la lesión isquémica cerebral transitoria al inhibir la formación de edema. Estos resultados indican que B2R tiene un doble papel: en la etapa temprana de la isquemia, promueve la infiltración de células inflamatorias y aumenta la permeabilidad vascular, pero en la etapa posterior, reduce la actividad de la NAD(P)H oxidasa e inhibe el superóxido de ejerciendo un efecto neuroprotector.
4. Antagonizar la lesión vascular e inhibir la hipertrofia arterial
Murakami et al. demostraron que después de la transducción local del gen KLK en la arteria carótida común izquierda de ratas después de una angioplastia con balón, la íntima de la arteria La proporción de la capa media fue significativamente menor que la del grupo de control y fue antagonizada por el inhibidor de NOS L-NAME, lo que indica que dependía de NO. Emanueli et al. encontraron que en un modelo de remodelación arterial de ratas, la administración sistémica del gen KLK redujo la formación de neoíntima al alterar las fuerzas de corte vascular. Después de transducir genes en un modelo de rata de hemorragia cerebral hipertensiva inducida por una dieta rica en sal, Zhang et al redujeron significativamente la hipertensión, inhibieron la hipertrofia arterial y redujeron el hematoma cerebral. Es a través de los efectos anteriores que la calicreína tisular desempeña un importante papel protector en la hemorragia cerebral hipertensiva, reduciendo así la mortalidad animal.