Відновлений внутрішньоклітинний глутатіон (GSH) - Synevo

Цей аналіз проводиться в певних центрах Синево згідно з наступними специфікаціями/умовами:

внутрішньоклітинний

Загальна інформація

Глутатіон - це трипептид, що складається з глутамінової кислоти, гліцину та цистеїну. Це найпоширеніший внутрішньоклітинний тіол з низькою молекулярною масою, 85-90% міститься в цитозолі, а решта в різних органах: мітохондріях, ендоплазматичній сітці, пероксисомах, ядерному матриксі.

У клітині глутатіон існує переважно (> 98%) у відновленій тіоловій формі (GSH), але завдяки залишкам цистеїну, які можуть легко окислюватися неферментально різними електрофільними речовинами (вільними радикалами, реакційноздатними формами кисню та азоту), він також є присутній у окисленій формі у вигляді дисульфітного глутатіону (GSSG). Після синтезу він розподіляється у внутрішньоклітинних відділах та позаклітинному просторі для використання іншими клітинами та тканинами. Співвідношення GSH/GSSG використовується як індикатор клітинного окислювально-відновного статусу і має значення фізіологічного стану> 9. За винятком жовчних кислот, які можуть містити до 10 ммоль/л GSH, позаклітинні концентрації GSH відносно низькі (2-20 моль/л у плазмі) 1; 2 .

GSH синтезується у всіх еукаріотичних клітинах, але внутрішньоклітинний синтез та оборот GSH відрізняються між різними типами клітин та тканинами (найвищі концентрації виявляються в печінці, еритроцитах та лейкоцитах). Синтез послідовно каталізується двома цитозольними ферментами: γ-глутаміл-цистеїнсинтазою (GCS) та глутатіонсинтетазою, печінка є основним виробником та експортером GSH. У першій реакції γ-карбоксильна група глутамату реагує з аміногрупою цистеїну, утворюючи пептидний зв’язок, який захищає GSH від гідролізу інших внутрішньоклітинних пептидаз. Хоча γ-глутаміл-цистеїн може також бути субстратом для γ-глутамілциклотрансферази, синтез GSH сприяє в клітинах тварин набагато більшою спорідненістю GSH синтетази 1; 2 .

У звичайних умовах клітинний рівень GSH регулюється двома основними механізмами: одним, який контролює синтез, і іншим, який контролює імпорт з клітин. Але на концентрацію GSH також впливають агенти або умови, які змінюють окисно-відновний стан і призводять до утворення кон'югатів або комплексів S-глутатіону або порушують розподіл GSH у різних внутрішньоклітинних органах. Крім того, клітинні концентрації глутатіону значно знижуються у відповідь на недоїдання білка, окислювальний стрес, гормональні концентрації та різні патологічні або фізіологічні стани (вагітність та фізичні навантаження).

Швидкість синтезу GSH значною мірою контролюється ступенем експресії та каталітичною активністю ферменту γ-глутаміл-цистеїнсинтетази та доступністю клітин цистеїну. Окислювальний стрес, запальні цитокіни, рак, хіміотерапія, іонізуюче випромінювання, термічний шок, пригнічення активності GCS, виснаження GSH, кон'югація GSH, простагландини A2, важкі метали, антиоксиданти та інсулін збільшують транскрипцію або активність γ-глутаміл-цистеїн-синтази (GC) -різноманітна клітина. Навпаки, дефіцит білка, дексаметазон, еритропоетин, TNF-β, гіперглікемія та фосфорилювання GCS зменшують транскрипцію GCS або активність 1; 2 .

На відміну від синтезу, який відбувається внутрішньоклітинно, деградація глутатіону відбувається виключно у позаклітинному просторі на поверхні клітин, що експресують ектофермент γ-глутамілтранспептидазу (γ-глутаміл трансферазу або GGT). Його багато в апікальній поверхні епітелію жовчних проток і є єдиним ферментом, який може ініціювати катаболізм GSH і GSH-містять молекул (GSSG, кон'югати S-глутатіону та комплекси глутатіону) у фізіологічних умовах. У дорослих високий рівень γ-глутамілтрансферази також конститутивно експресується в нирках, кишечнику та придатках яєчка 1 .

Глутатіон бере участь у багатьох метаболічних процесах, ефективно усуваючи вільні радикали та інші реакційноздатні форми кисню (гідроксильні радикали, пероксиди ліпідів, пероксиди нітриту та H2O2) за допомогою ферментативних реакцій. Як субстрат глутатіонпероксидази детоксикує організм надлишку пероксидів, що утворюються у разі окисного заряду. Система глутатіону - це "система захоплення" пероксидів у водному обміні та пероксидів ліпідів, що постійно утворюються в клітині, метаболізуючи їх з утворенням води та кисню. Забезпечує важливий захист мітохондріальної та клітинної мембрани від шкідливого впливу активних форм кисню (окислювальний стрес), захищає третинну структуру білків та активізує транспорт амінокислот через клітинну мембрану.

Глутатіон бере участь у перетворенні окисленої та неактивної форми вітамінів С та Е у відновлену форму 3 .

Реагує з різними електрофільними речовинами, фізіологічними метаболітами (естроген, меланін, простагландини та лейкотрієни) та ксенобіотиками (бромбензол та ацетамінофен) з утворенням нетоксичних сполук.

GSH утворює з NO кон'югат, S-нітрозо-глутатіон, який потім розчиняється системою тіоредоксину. І NO, і GSH необхідні для печінкової дії інсуліночутливих речовин, що вказує на їх важливу роль у регулюванні використання ліпідів, глюкози та амінокислот на клітинному рівні. .

Збільшення продукування NO за рахунок збільшення активності NO-синтази призводить до інгібування GCS та виснаження GSH у макрофагах, активованих цитокінами та нейронами. У зв'язку з цим глюкозамін, таурин, поліненасичені жирні кислоти, фітоестрогени, поліфеноли, каротиноїди та цинк, які інгібують NO-синтазу, можуть запобігти або послабити виснаження GSH в клітинах. Навпаки, дієта з високим вмістом насичених жирів, довголанцюгових жирних кислот, ЛПНЩ, лінолевої кислоти та заліза, що підсилює активність NO-синтази, може посилити втрату GSH з клітин.

Крім того, GSH є важливим для активації Т-лімфоцитів та поліморфно-ядерних лейкоцитів, а також для виробництва цитокінів, а отже, керує функцією лейкоцитів з метою швидкої та ефективної імунної відповіді. Більше того, дослідження in vitro та in vivo показують, що GSH інгібує інфікування вірусом грипу.

Глутатіон також відіграє важливу роль у сперматогенезі та дозріванні сперми 2 .

Крім того, значення GSH у виникненні деяких захворювань, мабуть, найкраще ілюструється безліччю станів, що спостерігаються у пацієнтів з вродженими помилками в метаболізмі GSH. Ці генетичні помилки відносно рідкісні, але коли вони трапляються, результат може бути значним, із настанням смерті внутрішньоутробно 1 .

Роль глутатіону на клітинному рівні підсумована в сусідній таблиці 2 .

Рекомендації щодо визначення внутрішньоклітинного глутатіону - зміни гомеостазу GSH при вірусних інфекціях, синдромі набутого імунодефіциту, новоутвореннях, навантаженні ксенобіотиків/важких металів, артеріосклерозі (перекисах ліпідів), деяких аутоімунних захворюваннях (СЧВ, ревматоїдний артрит) та нейродегенеративних захворюваннях. Нормалізація рівня глутатіону 3 виявилася корисною при цих захворюваннях .

Навчання пацієнта - бажано натщесерце (натщесерце) 3 .

Зібраний зразок - кров прийде 3 .

Збиральний контейнер - пилосос, що містить гепарин як антикоагулянт 3 .

Тестовий обсяг - 10 мл ser 3 .

Причини відхилення доказів - гемолізований зразок 3 .

Перевірка стійкості - кров повинна надійти максимум за 24 години до лабораторії, де проводиться дослідження, і протягом цього періоду вона зберігається при кімнатній температурі. Охолодження зразка протипоказано 3

Причини відхилення доказів - зразки, які перевищили діапазон стабільності, охолоджені або заморожені зразки .

Метод - проточна цитометрія - визначення глутатіону в моноцитах, Т-лімфоцитах і NK-клітинах; використовується нефлуоресцентна сполука GSH GreenTM, яка стає інтенсивно флуоресцентною в результаті реакції з внутрішньоклітинним тіолом 3 .

Довідкові значення

Осередки NK CD16/56:> 722 мфі;

mfi = середня інтенсивність флуоресценції 3 .

Інтерпретація результатів

Важливо зазначити, що зміна співвідношення GSH/GSSG до окисленого активує кілька сигнальних шляхів, таким чином зменшуючи проліферацію клітин і посилюючи апоптоз. Таким чином, окислювальний стрес відіграє ключову роль у патогенезі багатьох захворювань, включаючи рак, запалення, квашиоркор, судоми, хворобу Альцгеймера, хворобу Паркінсона, серповидно-клітинну хворобу, захворювання печінки, муковісцидоз, ВІЛ/СНІД, ГІМ, інсульт та діабет. цукор 2 .

Як було показано вище, підтримка адекватних рівнів GSH, обороту та стану окиснення є важливими для нормального розвитку клітинних функцій, і зміни в цих процесах викликають різні патології. Дефіцит GSH проявляється підвищеною сприйнятливістю до окисного стресу, і пошкодження, яке виникає в результаті, вважається ключовим етапом у виникненні та прогресуванні ряду захворювань. На відміну від цього, у багатьох типах пухлинних клітин спостерігається високий рівень GSH, підвищена антиоксидантна здатність та стійкість до окисного стресу 1 .

1. Наззарено Баллаторі, Сюзанна М. Кранс, Сільвія Нотенбум, Шуцзе Ши, Кім Тіу та Крістін Л. Хаммонд. Дисрегуляція глутатіону та етіологія та прогресування захворювань людини. В Biol Chem. 390 (3): 191–214, 2009.

2. Гояо Ву, Юн-Чжун Фанг, Шен Ян, Джоан Р. Луптон і Ненсі Д. Тернер. Метаболізм глутатіону та його наслідки для здоров’я. У J. Nutr. 134: 489–492, 2004.

3. Синевська лабораторія. Конкретні посилання на робочу технологію, що використовується 2011 р. Тип посилання: Каталог.