CC BY
122
© Романов Б.К., 2003
УДК 615.272.03:616.127-005.8]:015.4
ЛЕКАРСТВЕННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ЛИЗОСОМАЛЬНЫХ
ФЕРМЕНТОВ
Б. К. Романов
Кафедра фармакологии фармацевтического факультета ММА имени И.М. Сеченова
В статье представлены этапы изучения и современные представления о функционировании лизосомального аппарата клетки, приведены новые экспериментальные результаты, отражающие роль лизосомальных ферментов в развитии процесса повреждения мембранных структур кардиомиоцитов в условиях дефицита кислорода и принципы биохимической диагностики степени повреждения лизосомального аппарата. Дана общая характеристика лизосомальных кислых гидролаз, приведен обзор лекарственных средств, являющихся модуляторами лизосом, изложены гипотетические механизмы регуляции лизосомальной активности.
Приведены данные экспериментального исследования влияния (in vivo) лекарственных средств, оказывающих разнонаправленное влияние на уровень ионизированного кальция в кардиомиоцитах (верапамил, дилтиазем, дигок-син и азаклорзин) на активность лизосомальных ферментов, имеющих различную локализацию в лизосомальном компартменте (кислая фосфатаза, Р-галактозидаза и катепсин D) в условиях дефицита кислорода, в том числе на фоне экспериментальной гиперлипидемии.
Показана способность антагонистов кальция - верапамила (10 мг/кг per os; 1 мг/кг парэнтерально) и дилтиазема (4 мг/кг per os) оказывать протектив-ный эффект в отношении мембранно-лизосомального аппарата миокарда при однократном назначении за 6 часов до острой тотальной ишемии миокарда. Протективный эффект заключается в ограничении перехода активности кислых гидролаз миокарда в неосаждаемую фракцию, уменьшении активности ферментов в крови.
Выдвинута гипотеза о предполагаемом механизме влияния кальцийрегу-лирующих средств на активность лизосомально-вакуолярного аппарата, определены области практического использования эффекта обратимой направленной регуляции активности лизосомальных ферментов миокарда.
Лизосомы - это цитоплазматиче- на действие повреждающих факторов, а
ские образования, которые содержат при их чрезмерной выраженности могут
набор гидролитических ферментов, сами стать причиной гибели клетки.
действующих с максимальной эффек- Такое разнообразие и значимость
тивностью в кислой среде («кислые функций лизосом привели к тому, что с
гидролазы»). Лизосомы присутствуют момента своего открытия в 1955 году
во всех клетках, выполняя в обычных биохимиком Кристианом де Дювом и
условиях функцию пищеварительного по настоящее время лизосомы находят-
аппарата. В экстремальных ситуациях ся под пристальным вниманием меди-
лизосомы опосредуют клеточный ответ ков, биологов и биохимиков.
На раннем этапе изучения лизосом (1950-60-е гг.) изучалась в основном их морфологическая и энзиматическая структура, изыскивались методические приемы визуальной и биохимической диагностики изменений лизосомального аппарата в условиях нормы и при патологии. Появляются первые фундаментальные обзоры литературы [3, 4, 16, 19, 20], являющиеся настольными книгами для исследователей лизосом и по сей день.
Следует отметить, что, уже начиная с этого периода (и по настоящее время), в изучении лизосом лидирующей становится роль отечественных научных школ - НИИ гигиены питания РАМН, лабораторий энзимологии и кафедр биохимии МГУ, РГМУ и РУДН, НИИ биомедхимии, ММА им. И.М. Сеченова (г. Москва), теоретических и клинических кафедр Рязанского медицинского института (г. Рязань).
Второй этап изучения лизосом (1970-80-е гг.) в основном характеризуется продолжением эмпирического накопления данных о действии на лизосо-мальный аппарат отдельных факторов химической и физической природы, систематизацией данных об изменениях активности лизосом, выделяются новые нозологические формы, связанные с дефицитом отдельных лизосомальных ферментов («болезни накопления»), совершенствуются биохимические методы диагностики активности кислых гидролаз и состояния лизосомальных мембран.
Как и ранее, доминирующую роль в этих исследованиях занимают работы советских ученых [1, 5, 6, 8, 12, 13, 15,
17, 27, 29, 35, 36, 37]. Эти работы характеризуются, прежде всего, широким спектром вовлеченности исследований в самые разные разделы клиники и широкий перечень нозологических форм, при которых проводилось исследование активности лизосомальных ферментов.
При этом следует отметить преобладание работ, носящих экспериментальный характер. Наиболее часто в качестве моделей патологических состояний использовались наиболее общие виды клеточного повреждения, отвечающие за фундаментальные аспекты практически любой патологии - ишемия, гипоксия, токсическое повреждение. Еще одной отличительной особенностью этих исследований всегда являлось стремление к выявлению механизмов направленной регуляции лизосомальной активности.
Научным исследованием, завершившим второй этап исследования, стала «рубежная» работа Н.А. Сысоля-тиной [35], выполненная на кафедре молекулярной фармакологии РГМУ. В этом исследовании впервые было показано участие циклических вторичных мессенджеров (цАМФ и цГМФ) в регуляции активности лизосомального аппарата, но из-за противоречивости полученных данных о направленности действия этих регуляторов в различных условиях, ответ на вопрос о том, какой же механизм активации лизосомального аппарата является ключевым как в условиях нормы так и в условиях патологии остался открытым.
Учитывая вышеизложенное, данный этап также можно охарактеризовать, как «период осмысления» результатов первых исследований лизосом, проводящихся с использованием рутинных биохимических и гистоморфологи-ческих методик. К сожалению, методическая оснащенность того времени не позволяла дать однозначные ответы на вопросы о сравнительной оценке механизмов направленной регуляции гидро-лазной активности в условиях патологии, и, прежде всего, - регуляции лекарственными средствами.
Современный этап изучения лизо-сом (с 1990-х гг. и по настоящее время) можно охарактеризовать, как новый ме-
тодологический этап получения воспроизводимых экспериментальных данных. Этот этап стал возможен в связи с появлением в конце 1980-х гг. высокоточных и производительных методов -проточно-инжекционного анализа
(ПИА), и доведением разрешающей способности детекторов нового поколения (диодно-матричных, масс-селектив-ных и др.) до требуемых порядков [21].
Огромный вклад в изучение состояния лизосомального аппарата при различных патологических состояниях и возможности направленной регуляции этой активности внесли сотрудники Рязанского государственного медицинского университета [2, 7, 9, 10, 14, 18, 23,
24, 25, 28, 30, 31, 32, 33, 34, 38]. Первые
работы по изучению активности кислых гидролаз в РГМУ выполнялись сотрудниками кафедр биохимии и фармакологии (Е.А. Строев, В.Г. Макарова), при этом был заложен новый методический фундамент для дальнейшего использования параметров активности лизосо-мального аппарата в качестве инструмента для оценки, прежде всего, показателей степени завершенности различных патологических процессов. Последующие исследования были направлены на поиск ключевых механизмов изменения степени проницаемости лизосо-мальных мембран и активации кислых гидролаз. При этом особое внимание уделялось как роли классических вторичных мессенджеров (прежде всего ионов кальция), так и роли гормональной регуляции и участию в ней ряда биологически активных веществ.
В качестве «фармакологических щупов» для изучения модуляции активности лизосом перспективным является использование кардиотропных каль-цийрегулирующих лекарственных препаратов - антагонистов кальция и кардиостимулирующих средств [22], которые широко используются в клинике.
Фармакологический эффект этих
средств основан, прежде всего, на изменении содержания ионов кальция в Саркоплазме кардиомиоцитов [11, 21, 22, 39].
При определении активности лизо-сомальных кислых гидролаз, интенсивности процессов перекисного окисления липидов и количественном определении динамики уровня ионизированного кальция (в зависимости от концентрации лекарственных средств в ткани миокарда) были получены результаты, указывающие на наличие положительной корреляции между коэффициентом лабильности кислых гидролаз миокарда и уровнем ионизированного кальция в кардиомиоцитах, уровнем активности лизосомальных ферментов в сыворотке крови, и уровнем малонового диальдегида в крови и ткани миокарда.
Экспериментальное исследование [26] влияния (in vivo) лекарственных средств, оказывающих разнонаправленное влияние на уровень ионизированного кальция в кардиомиоцитах (верапа-мил, дилтиазем, дигоксин и азаклорзин) на активность лизосомальных ферментов, имеющих различную локализацию в лизосомальном компартменте (кислая фосфатаза, ß-галактозидаза и катепсин D) в условиях дефицита кислорода, в том числе на фоне экспериментальной гиперлипидемии показало способность антагонистов кальция - верапамила (10 мг/кг per os; 1 мг/кг парэнтерально) и дилтиазема (4 мг/кг per os) оказывать протективный эффект в отношении мембранно-лизосомального аппарата
миокарда при однократном назначении за 6 часов до острой тотальной ишемии миокарда. Протективный эффект заключается в ограничении перехода активности кислых гидролаз миокарда в неосаждаемую фракцию, уменьшении активности ферментов в крови.
Указанные обстоятельства позволяют высказать предположение об активном участии кальциевого механизма
в активации лизосомального аппарата. Избыточное накопление кальция вследствие активации фосфолипаз и процессов перекисного окисления липидов, может приводить к дестабилизации ли-зосомальных мембран и выходу в цитозоль кислых гидролаз, в том числе про-теиназ и липаз, усугубляющих повреждение клеточных мембран.
Изменение кальцийрегулирующи-ми лекарственными средствами активности лизосомального аппарата в миокарде может быть опосредовано их влиянием на три процесса (рис. 1):
1) На депонирование кальция в саркоплазматическом ретикулуме;
2) На депонирование кальция в митохондриях и в самих лизосомах;
3) На транспорт кальция по потенциалзависимым медленным каналам внутрь клетки.
Саркоплазматический ретикулум содержит два варианта кальциевых депо - продольные и терминальные цистерны, контактирующие с цистернами Т-системы кардиомиоцитов. 90% белковых компонентов мембраны сарко-плазматического ретикулума приходится на Ca^-АТФазу, остальные 10% белков представлены кальциевыми каналами. Ca^-АТФаза, регулируемая протеолипидом фосфоламбаном, закачивает кальций в ретикулум. В ретику-луме кальций связывается с белками -кальсеквестрином и Ca2+-связывaющим белком, расположенными рядом с Ca2+-кaнaлaми. При активации Ca2-канала происходит увеличение размеров его фильтрующего участка от 0,35 до 0,37 нм, что обеспечивает быстрый (50-300 мс) выход ионов кальция в цитоплазму. Соединения, окисляющие и алкилирующие SH-группы белков, образующих кальциевый канал, вызывают активное удаление кальция из депо. К лекарственным средствам, увеличивающим уровень ионов кальция в кар-диомиоцитах за счет выброса его из
саркоплазматического ретикулума, относятся сердечные гликозиды.
Митохондрии и лизосомы способны быстро депонировать и медленно высвобождать физиологически избыточное количество ионов кальция. В свою очередь, эти органеллы расположены в клетке именно в тех ее частях, где наиболее активно происходят локальные изменения концентрации кальция. Кальцийдепонирующая система митохондрий и лизосом неактивна при физиологическом уровне кальция в цитозоле (0,2-1,0 мкМ), но при повышении его уровня способна быстро удалить избыток ионов кальция. Быстрое удаление кальция из митохондрий и лизосом происходит в результате формирования во внутренней мембране митохондрий и в одинарной мембране лизосом неселективных пор (РТР), проницаемых для низкомолекулярных веществ, в том числе и для кальция. Поры образуются под действием фермента пролил-цис-транс-изомеразы. Блокада этого фермента (в том числе медикаментозная) будет препятствовать выходу кальция.
Возможно, что топически первый этап механизма регуляции лизосомаль-ной активности миокарда реализован именно на данном этапе кальциевого транспорта.
Можно предположить, что механизм реализации второго (посттранс-портного) этапа кальциевой регуляции активности лизосомального аппарата может быть связан с тем, что изменение концентрации ионов кальция в цитоплазме кардиомиоцитов, и, как следствие этого - во внутреннем компартмен-те лизосом (через РТР-поры) приводит к изменению активности катепсинов, например, катепсина Б.
По всей видимости, катепсины изменяют интенсивность ограниченного протеолиза лизосомальных мембран, и могут не только регулировать степень высвобождения кислых гидролаз из свя-
зи с мембранами, но и определяют активность матриксных ферментов, таких, как Р-галактозидаза, а также ферментов,
имеющих смешанную (мембранно-матриксную) локализацию, например, кислой ДНК-азы и кислой фосфатазы.
Рис. 1. Механизм кальциевой регуляции активности лизосомальных ферментов миокарда.
Вероятно, что этот механизм запускается при контакте первичных лизосом с фагосомами, содержащими фрагменты плазматической мембраны.
Изменяя кальцийрегулирующими лекарственными средствами уровень внутриклеточного кальция, можно обратимо изменять степень проницаемости лизосомальных мембран для мембраносвязанных и матриксных кислых гидролаз.
Возможно также, что одним из вариантов второго этапа кальциевой регуляции лизосомальной активности, является участие ионов кальция в регуляции процессов посттрансляционной модификации лизосомальных ферментов. Активное связывание ионов кальция ферментом возможно при наличии у-карбоксиглутаматных остатков на
К-конце аминокислотной последовательности.
Нельзя исключить также участие кальция в химических модификациях гидролаз в результате реакций гидро-ксилирования (остатков пролина, лизина), метилирования (остатков лизина и глутамата), ацетилирования (ряда
К-концевых аминокислот), карбоксили-рования (остатков глутамата и аспарта-та).
Учитывая, что эффекты кальциевой регуляции активности лизосомальных ферментов миокарда могут являться ключевым фактором, участвующим в обеспечении сохранения жизнеспособности тканей сердца в условиях патологии - дефицита кислорода и т.д., метаболические эффекты лекарственных средств, уменьшающих уровень иони-
зированного кальция в цитоплазме (антагонистов кальция) могут быть использованы для увеличения продолжительности периода времени, в течение которого жизнеспособность тканей миокарда при инфаркте может быть сохранена без наступления необратимых изменений. Понимание биохимических механизмов перестройки метаболизма при ишемии и реперфузии, в том числе на фоне дислипидемии (что более всего соответствует реальной патологии) позволяет принимать действенные меры, направленные на ослабление патологических последствий таких изменений на ткани сердца. Применяемая терапия должна способствовать снижению энергетического дефицита тканей, исключать случаи кальциевой перегрузки клеток и корректировать уровень активных форм кислорода и аутолитической активности лизосомальных ферментов.
Целью последующих исследований состояния лизосомального аппарата при различных патологических состояниях и возможности его регуляции (прежде всего - лекарственной), могло бы стать, прежде всего, проведение сравнительных исследований с использованием фармакологических агентов, влияющих на ключевые мишени модуляции внутриклеточного метаболизма в условиях нормы и патологии, для выявления ведущих звеньев этой регуляции и последующего направленного поиска наиболее эффективных способов воздействия на эти процессы через изменение функциональной активности лизосомального аппарата.
ЛИТЕРАТУРА
1. Активность кислых гидролаз и проницаемость мембран лизосом кардиомио-цитов и гепатоцитов при экспериментальных состояниях / Б.Ф. Коровкин,
Э.А. Полякова, Н.С. Стволинская и др. // Вопр. мед. химии. - 1987. - №5. - С.33-
38.
2. Винокурова Е.Н. Активность лизосо-мальных ферментов и состояние электролитного баланса миокарда при острой и хронической гипоксической гипоксии в условиях действия целанида и сензита: Дис. ... канд. биол. наук / Е.Н. Винокурова. - Рязань, 1998. - 159 с.
3. Дин Р. Процессы распада в клетке / Р. Дин. - М.: Мир, 1981. - 120 с.
4. Дингл. Дж. Лизосомы. Методы исследования / Под ред. Дж. Дингла. - М.: Мир, 1980. - 342 с.
5. Иванова Т.Н. Активность лизосомаль-ных ферментов в изолированном пер-фузируемом сердце крыс в условиях обратимой ишемии и постишемической реперфузии на фоне введения дибути-рил-цАМФ и изопротеренола / Т.Н. Иванова, Э.Д. Полякова, А.И. Иванов // Вопр. мед. химии. - 1990. - Т. 36, №6. -С. 28-32.
6. Кан А.М. Влияние половых стероидов на активность лизосомальных ферментов сердца / А.М. Кан, А.И. Матюшин // Пробл. эндокринологии. - 1991. - №1. -С. 53-54.
7. Кременецкая Т.В. Взаимодействие кар-нитина и инсулина в регуляции активности лизосомальных ферментов поврежденного миокарда: Дис. . канд. биол. наук / Т.В. Кременецкая. - Рязань, 1996. - 126 с.
8. Макарова В.Г. Биохимические аспекты действия карнитина и ряда других биогенных веществ при гипоксических состояниях: Дис. ... д-ра мед. наук / В.Г. Макарова. - Рязань, 1987.
9. Макарова В.Г. Возрастные особенности адаптации тканей при нарушении кислородного обеспечения / В.Г. Макарова, Е.А. Строев // Механизмы повреждения, резистентности, адаптации и компенсации. - Ташкент, 1976. - Ч.2. -С. 397-398.
10. Макарова В.Г. Возрастные особенности изменений активности лизосомальных ферментов печени при адаптации организма к гипоксии и гипербарической оксигенации / В.Г. Макарова // Патол. физиол. и эксперим. терапия. - 1978. -№1. - С. 29-33.
11. Макарова В.Г. Изменения электролитного состава крови у больных ишеми-
ческой болезнью сердца / В.Г. Макарова, Р.А. Лиферов. - Рязань, 2000. - 85 с.
12. Матвеева И.В. Изменения активности протеолитических ферментов поврежденного миокарда при сахарном диабете: Автореф. дис. . канд. мед. наук / И.В. Матвеева. - М., 1992. - 21 с.
13. Маянская Н.Н. Роль лизосом в изменении активности глюкозо-6-фосфат-
дегидрогеназы в печени крыс при интенсивной физической нагрузке / Н.Н. Маянская, Л.Е. Панин, Т.Г. Филатова // Бюл. эксперим. биологии и медицины. -1982. - Т. 94, №7. - С. 33-35.
14. Николаев В. В. Биохимические исследования спермы при мужском бесплодии /
В.В. Николаев, Е.А. Строев, А.Ф. Астраханцев // Урология и нефрология. -
1993. - №3. - С. 33-36.
15. Никулина С.Е. Изменение активности лизосомных ферментов в печени крыс при экстремальных состояниях и возможные пути коррекции: Автореф. дис. . канд. биол. наук / С.Е. Никулина. -М., 1989. - 24 с.
16. Ничога В.Д. Лекарственная регуляция функциональной активности лизосо-мального аппарата клетки (обзор литературы) / В.Д. Ничога, В.Г. Дунаев // Фармакология и токсикология. - 1978. -№6. - С.730-750.
17. Панин Л.Е. Лизосомы: Роль в адаптации и восстановлении / Л.Е. Панин, Н. Н. Маянская. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1987. - 197 с.
18. Пляхин И.В. Взаимодействие йодтиро-нинов с андрогенами и эстрагенами в регуляции активности ферментов лизо-сом и ПФЦ в мужских добавочных половых железах крыс: Дис. . канд. биол. наук / И.В. Пляхин. - Рязань,
1996. - 163 с.
19. Покровский А. А. Лизосомы / А. А. Покровский, В.А. Тутельян. - М.: Наука, 1976. - 382 с.
20. Покровский А.А. Печень, лизосомы и питание / А.А. Покровский, Л.П. Кры-стев. - София: Изд-во БАН, 1977. -207 с.
21. Романов Б. К. Анализ кардиотропных лекарственных средств методом градиентной высокоэффективной жидкостной хроматографии / Б.К. Романов, В.Г. Макарова, Т. А. Кузьмина // Актуальные
вопросы здоровья населения Центра России. - Рязань, 2001. - С. 50-52.
22. Романов Б.К. Влияние блокатора кальциевых каналов верапамила на активность лизосомальных ферментов миокарда при гипоксической гипоксии / Б.К. Романов, А.И. Лобанова // Биохимия на рубеже XXI века: Межрегион. сб. науч. тр. - Рязань, 2000. - С. 95-97.
23. Романов Б.К. Влияние дигоксина и верапамила на электролитный баланс и активность лизосомальных ферментов миокарда при гипоксической гипоксии: Дис. ... канд. мед. наук / Б.К. Романов. -Рязань, 1994. - 159 с.
24. Романов Б.К. Влияние кардиотропных средств на лизосомальный аппарат миокарда при гипоксической гипоксии / Б.К. Романов, В.Г. Макарова // Антиги-поксанты и актопротекторы: итоги и перспективы: Материалы Рос. конф. -СПб., 1994. - С.78.
25. Романов Б.К. Влияние кальцийрегули-рующих средств на лизосомальный аппарат и уровень эндогенного карнитина при острой дыхательной недостаточности / Б.К. Романов, В.Г. Макарова, К.В. Савилов // 5-й Нац. Конгр. по болезням органов дыхания (Москва, 14-17 марта 1995 года). - М., 1995. - Реф. №291.
26. Романов Б. К. Лекарственная регуляция лизосомальной активности ишемизированного миокарда / Б.К. Романов // Рос. мед. журн. - 2002. - №2. - С.23-27.
27. Роль лизосом миокарда и нейтрофилов крови в патогенезе стрессорнообуслов-ленных коронарогенных и некоронаро-генных поражений миокарда / Н.Н. Ма-янская, Г. С. Якобсон, А. Д. Куимов и др. // Механизмы развития патологических процессов: Материалы Объед. Пленума патофизиологов и фармакологов Сибири и Дальнего Востока. - Кемерово,
1994. - С. 74-76.
28. Рязанова Е.А. Влияние гормонов щитовидной железы на активность катепсина Д и кальпаинов нормального и поврежденного миокарда: Автореф. дис. . канд. биол. наук / Е.А. Рязанова. - Смоленск, 1990. - 24 с.
29. Сергеев П.В. Бета-адренергические средства и лизосомы миокарда / П.В. Сергеев, Н.А. Сысолятина // Эксперим.
и клинич. фармакология. - 1993. - №1. -С. 65-66.
30. Строев Е. А. Кальпаины и катепсин Б поврежденного миокарда: роль иодти-ронинов / Е.А. Строев, Е.А. Рязанова // Бюл. эксперим. биологии и медицины. -1992. - №12. - С. 597-598.
31. Строев Е.А. Лизосомальная протеоли-тическая система и функциональная активность щитовидной железы у крыс при назначении хлорохина / Е. А. Строев, М.Ю. Кочуков, В.В. Николаев // Эксперим. и клинич. фармакология. -
1997. - Т.60, №4. - С. 50-52.
32. Строев Е.А. Механизм регуляции активности лизосомальных тиоловых про-теиназ в щитовидной железе: влияние ингибиторов синтеза белка / Е. А. Строев, М.Ю. Кочуков // Бюл. эксперим. биологии и медицины. - 1997. - Т.123, №5. - С. 521-523.
33. Строев Е.А. Сравнительная характеристика нарушений активности лизосо-мальных цистеиновых протеиназ в различных фракциях лейкоцитов у пациентов с хронической лимфоцитарной лейкемией / Е.А. Строев, М.А. Борискина // Вест. Рос. АМН. - 1996. - №10. - С. 33-
36.
34. Строев Е. А. Активность лизосомальных ферментов у больных сахарным диабетом наряду с диффузными образова-
ниями щитовидной железы / Е.А. Строев, Л.Г. Чугунова, И.И. Дубинина // Вопр. мед. химии. - 1993. - Т.39, №2. -С. 35-36.
35. Сысолятина Н.А. Влияние бета-адренергических средств на лизосомы миокарда: Автореф. дис. . д-ра мед. наук / Н.А. Сысолятина. - М., 1991. -38 с.
36. Тутельян В.А. Лизосомы в деятельности клетки. Физиология и патология /
B.А. Тутельян, А.В. Васильев // Вестн. АМН СССР. - 1990. - №2. - С. 14-21.
37. Тутельян В.А. Современные представления о биогенезе лизосомальных белков в норме и при патологии / В. А. Тутельян, Д.В. Гуткин, А.В. Васильев // Вопр. мед. химии. - 1992. - Т.38, №2. -
C. 4-13.
38. Фармакологическая коррекция метаболической адаптации к гипоксии / В.Г. Макарова, Б.К. Романов, А.Н. Рябков, К.В. Савилов // Рос. мед.-биол. вестн. им. И.П. Павлова. - 1994. - №1-2. - С. 13-16.
39. Фармакологическая регуляция активности лизосомальных ферментов: (Обзор литературы) / Б.К. Романов, В.Г. Макарова, А.И. Лобанова, А.К. Пунякин // Биохимия на рубеже XXI века: Межре-гион. сб. науч. тр. - Рязань, 2000. - С.55-59.
THE LYSOSOMAL ENZYMES ACTIVITY MODULATION BY MEANS OF DRUG
B.K. Romanov
Principles of biochemical diagnosis of myocardial infarction and role of lysosomal enzymes in the development of degradation of membrane structures of cardiomiocytes exposed to oxigen deficiency conditions are discussed. General characteristics of lysosomal enzymes, approaches to drug modulation of lysosomal activity, and modern concepts of mechanisms of regulation of lysosomal activity are reviewed. Some drugs exerting differently oriented effects on the level of calcium ions in cardiomyocytes (Verapamil, Diltiazem, Digoxin, and Azaklorzin) were tested experimentally (in vivo) for the ability to modify activity of lysosomal enzymesunder conditions of oxigen deficiency (e.g., against the background of experimental hyperlipidemia). Enzimes with different location in lysosomal compartment (acid phosphatase, beta-galactosidase, and katepsin D) were assayed in these experiments. It is shown that calcium antagonists Verapamyl (10 mg/kg per os, 1 mg/kg parenteral) and Diltiazem (4 mg/kg per os) were capable of protecting the membrane-lysosomal apparatus of the myocardium against myocardial ischemia. Protective effect was observed after single intake of these drugs (6 h before total acute ischemia of myocardium) and included limitation of myocardial acid hydrolase activity transition into nonprecipitated fraction and decrease in the activity of these enzymes in blood. A hypothesis of possible mechanisms of activity modulation of the lysosomal-vacuolar apparatus enzymes by calcium-regulation drugs is put forward. The areas of practical application of the effect of reversible target-oriented regulation of activity of myocardial lysosomal enzymes are discussed.
