AA Nizhevich, Sh Khasanov, Spitalul Clinic de Copii Republican, Ufa
Urează Helicobacter pylori (amidogidrolaza uree, EC 3.5.1.5) este o enzimă esențială a microorganismului care determină patogeneza de bază a acute și cronice de tip gastrita B a fost descoperit acum că peste 5% din totalul proteinelor celulare H. pylori trebuie să împartă acel dovada nivelului „de urgență“ de producție a enzimei (1). Producerea ureazei ca marker al multor microorganisme (în special, Proteus mirabilis, Morganella morganii, Providencia rettgeri, Providencia stuartii, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Proteus vulgaris, etc.), dar intensitatea lor superioară H.pylori expresia enzimei de 2-10 (2, 3). Proprietățile acestei enzime sunt atât de unic încât acestea ar trebui să rămână în afară.
H. pylori ureazei este o enzimă multimerică cu o greutate moleculară de 380.000 ± 30.000 Daltoni (4). proteină nativă format 2 subunități structurale Ure A (KDa 26,5) și Ure B (60,3 kilodaltoni) și a 5 de proteine suplimentare: ure I, E Ure, Ure F, G Ure, Ure H. Aceste proteine suplimentare conțin ioni de nichel Ni 2+. a căror prezență este necesară pentru activitate optimă a apoenzimei cantitative centru activ (5). Aparent, aceste polipeptide formează complecși cu apoenzimei în formarea activității catalitice a enzimei. Rolul proteinei Ure I, a căror prezență nu afectează în mod substanțial activitatea ureazei nu este clar (6). Importanta Ni 2+ ion pentru H. pylori este atât de mare încât în cursul evoluției sa format un mecanism special care mediază transportul în ionii de nichel de celule bacteriene folosind o proteină specială membrană de transport Nix A având o greutate moleculară de 34 kDa (7). Formarea centrului activ necesită în mod necesar 2 ioni de Ni 2+. Site-ul activ al enzimei este localizată în Ure subunitate B, iar enzima este compus din 6 copii identice ale fiecărei subunități în cantități echimolare (ca Ure A și Ure B) (5). Enzima are o specificitate absolută pentru Ureea substrat unic, care se descompune la amoniac cu acid hidrolitic și carbonic. Afinitatea enzimei și substratului au zeci H. pylori de ori mai mare decât cea a altor patogeni bacterieni (2, 3). Constanta Michaelis (Km) a enzimei este egală cu 0,3 ± 0,1 mM uree (media 0,17 mM) (1, 4), în care concentrațiile fiziologice Km absolut adecvate de uree în conținutul gastric (3, 8). Punctul izoelectric al enzimei este 5,99 ± 0,03 mm (3 și 4). pH-ul optim este 8.2, iar temperatura optimă corespunzătoare 37 0 C (cu toate acestea, și la t = 18 0 C prezintă o activitate enzimatică suficient de mare, în unele cazuri, iar la t = 43 0 C) (2, 3). Extrem de interesant, de asemenea, faptul că, în anumite condiții ureazei are proprietatea ca constitutivă și o enzimă inductibilă (9). Enzima este localizată predominant în citosol, cu toate acestea, ureazei pot fi exprimate pe suprafața celulei bacteriene (10). Comunicarea cu stabilizarea ureazei bacteriene suprafață celulară cationi bivalenți Ca2 + și Mg 2+. în timp ce alți cationi pot inhiba activitatea ureazei (11). Ureaza participă la formarea practic toate stadiile helikobakterioza patogeneza de la colonizarea inițială a mucoasei gastrice până la stomac formarea prekantseroza la pacienți cu infecție cronică cu H. pylori.
Ureaza ca factor în gastric colonizarea H. pylori.
Helicobacter pylori, la fel ca majoritatea organismelor, nu are nici o toleranță față de valori scăzute ale pH-ului, în timp ce pH-ul din stomac datorită prezenței unor mari cantități de acid clorhidric, de regulă, mai mică (2). Pentru a supraviețui și coloniza mucoasa gastrică, microorganismele sunt forțate să depășească bariera de suc gastric cu un mecanism evolutiv special asociat cu activitatea ureazei bacteriene.
Astfel, în condiții fiziologice prin introducerea în mod constant extravazarea plasmei conținutului gastric ureei din sânge hidrolitic scindat H. pylori la NNZ și acid carbonic, cu formarea ulterioară de hidroxid de amoniu și anioni HCO3-. Ureea Hidroliza completat prin formarea de produse alcaline, rezultând în alcalinizarea și creșterea locală de pH și, respectiv, - pentru a proteja microorganismul folosind perifocal „nor de amoniac“ neutralizarea conținutului gastric HK1 (13-15). Această afirmație este confirmată de numeroase experimente cu animale de laborator (16, 17). Folosind tulpini mutante-ureazice negativ H.pylori, cercetătorii nu au reușit să realizeze colonizarea animalelor de laborator gastric, în timp ce tulpinile-pozitive au avut putere de ureaze de mare contaminante. Utilizarea inhibitorilor specifici ai ureazei (flyuorofenamid acidului acetohidroxamic), de asemenea, complet impiedicat contaminarea modele de laborator ale helicobacter gastric (18, 19). Ureazei de la suprafața celulelor bacteriene nu este eliberată prin autoliză (moartea celulelor adică majoritatea bacteriilor) și de detaliu secretorii selective mecanism până în prezent nu decriptat (20). Rolul acestei fracțiuni H.pylori ureazei în procesul de reglementare a epiteliului gastric constă în neutralizarea micromediul acidă a agresiunii bacterie. ureazei intracelulara H.pylori, împreună cu reglarea pH-ului în jurul peretelui celular exterior și stimulează sinteza proteinelor într-un mediu acid conținutului gastric, asigurând astfel supraviețuirea și propagarea procesului de microorganisme (21). Ultima, hidrolizarea ureea în micromediul (în spațiul pericelulare, și probabil intracelular) penetrarea neutraliza ionii de H + prin peretele celular al bacteriilor, intracelulare potențial pH menținerea la un nivel necesar pentru viața bacteriilor (14).
Ureaza ca un regulator de azot echilibru H. pylori.
Sinteza proteinelor necesită prezența H. pylori sursă de azot continuu, fără care funcțiile vitale ale bacteriilor pur și simplu imposibilă. Urează H. pylori, care este un furnizor de cantități mari de amoniac, furnizează microorganismele cu azot. Această reacție este catalizată de o altă enzimă glutamin sintetaza a unui microorganism. Prin aceste procese NH3 încorporat în aminoacizi, și apoi transformat într-o proteină (datorită reacției amoniacului cu glutamat pentru a forma glutamină). Este posibil ca, din cauza rolului esențial al ureazei evolutiv asociat precis cu procesele de schimb metabolice asociate cu azot uree (23).
Împreună cu asigurarea supraviețuirii H. pylori și colonizarea gastrică, deșeuri au un efect ureazei direct asupra structurii gazdă țesutului epitelial.
Ureaza și produsele sale ca fiind toxice și factori de agresiune.
H. pylori ureazei hidrolizează uree 85%, transsudirovannoy în conținutul gastric (31). NH3 este în măsură să ofere un efect distructiv asupra joncțiunile intercelulare ale epiteliului mucoasei gastrice (3).
Acumulând în mucus infectat în joncțiuni amoniac intercelular distruge saline microclimat parietal bariera mucozală susține o rată ridicată și un gradient de pH variabil între cavitate și suprafața celulelor epiteliale gastrice. Amoniacul ridica in mod semnificativ pH-ul în mucoasei, conducând astfel la creșterea raporturi amoniac neîncărcate (32). Este bine cunoscut faptul că numai amoniacul neionizat este capabil să penetreze membranele lipidice ale celulelor epiteliale, și cu creșterea pH-ului 6.6-9.0 capacitatea sa de penetrare a crescut cu 50%. Ușor pătrunde prin membrana celulară, amoniacul neionizat este convertit la NH4 + și OH, în creștere, la rândul său, pH-ul intracelular și leziuni mitocondriale și respirația și energia metabolismului astfel mitocondrial și celulară, respectiv, și viabilitatea celulară (33). La stabilirea experimentului consumul de oxigen al celulelor mitocondrii și izolate a fost inhibată în mod proporțional cu concentrația de amoniac. Interesant, semnele de efectele toxice ale amoniacului asupra modificărilor identice ale epiteliului gastric, care sunt asociate cu o creștere a pH-ului mediului (32). Odata cu aceasta, amoniac depletes alfa-cetoglutarat în ciclul acidului tricarboxilic și dă ATOP sinteza în celule cu respirația aerobă, ceea ce duce la disfuncția celulei parietale porțiunii producătoare de acid a mucoasei gastrice (14).
Împreună cu vacuolizare, amoniac induce în celulele mucoasei gastrice în stază experiment de dezintegrare în microvasculature celulelor epiteliale de suprafață și necroză (37) și în asociere cu leziunile ischemice -heavy hemoragice și efectul ulcerogen (38). Studiile clinice cu H. pylori - gastrită cronică asociată confirmat de rezultatele lucrărilor de experimentale și au prezentat modificări identice în patul vascular al mucoasei gastrice (36).
Activitatea ureazei H. pylori poate fi de asemenea responsabil pentru deteriorarea mucoasei gastrice datorită interacțiunii cu sistemul imunitar.
Ureazei de H. pylori și rolul său în patogeneza leziunilor membranei mucoase, potențat de sistemul imunitar.
A. Morris și colab. (43) a constatat că activitatea ureazei are un grad ridicat de corelare cu semne histologice ale gastritei cronice. Mai târziu, A. Triebling și colab. (44) a confirmat corelația între severitatea histologică a gastritei cronice la adulti si nivelurile de activitate ale H. pylori ureazei, observând la pacienții cu infiltrare neutrofilica intensă a mucoasei gastrice.
NH3 este de asemenea capabil de a induce generarea de radicali anioni superoxid și oxigen singlet de neutrofile ( „explozie de oxigen“), iar acest lucru poate contribui la apariția gastritei acute (51).
Urează sine capabil să acționeze ca un activator al celulelor monocit-macrofage, folosind un mecanism independent de H. pylori lipopolizaharide (52). In plus, H. pylori ureazei poate acționa ca un factor chemotactic pentru monocite și neutrofile (53). În ultimii ani, s-a constatat că joacă un modulator ureazei rol al reacțiilor inflamatorii imune la infecția pilorice Helicobacter pylori. Astfel, H. pylori a indus exprimarea receptorului pe suprafața monocitelor, IL-2 și expresia interleukinei 8 și factorul de necroză tumorală (54).
Datele obținute în clinica noastră, a confirmat legătura dintre activitatea ureazei H. pylori și modificări inflamatorii la nivelul mucoasei gastrice la copii infectați cu H. pylori (55, 56). Conform studiilor noastre, concentrația metaboliților de hidroliză ureazei (în special NH3) corelat cu severitatea inflamației gastrice.
În același timp H. pylori are un efect toxic direct asupra neutrofilelor polimorfonucleare prin reducerea activității lor funcționale și promovarea proliferării H. pylori (50). Acest efect este mediat de amoniac, inhibă degranularea neutrofilelor, scade amplitudinea citoscheletului de actină de mărire depolimerizarea actinei și fuziunea blocarea lizozomi și phagosomes.
Rezumând toate cele de mai sus, este clar că H. pylori este un factor care contribuie la colonizarea stomacului și supraviețuirea bacteriilor în organismul gazdă. In plus, produsele metabolice ale reacțiilor hidrolitice asociate cu ureazei, provocând pagube grele mucoasei gastrice la pacienții cu infecție cu Helicobacter pylori. persistența pe termen lung a agentului patogen cauze, împreună cu inflamație, formarea modificărilor prekantseroznyh.
Ureazei H. pylori și a carcinogenezei gastrice.
Acumularea de cantități mari de amoniac din mucoasa antrală promovează procesele atrofice. De obicei, apariția modificărilor atrofice ale mucoasei stomacului precede accelerarea migrării celulelor epiteliale. Experimentul a fost demonstrat rolul etiologic amoniac în accelerarea migrării celulelor epiteliale și atrofierea mucoasei gastrice la animalele de laborator (57). Modelul carcinogenezei patogenetic dezvoltat R.Sorrea, gastrita atrofică multifocală este văzută ca stat potențial prekantseroznoe. În cazul efectelor combinate ale nitrozaminelor alimentare (care sunt inductori cei mai puternici ai carcinogenezei) și amoniac la animalele de laborator este o accelerare semnificativă a proliferării celulare cu formarea progresivă a adenocarcinom diferențiate slab (58,59). În același timp, ar fi dificil de imaginat diversitatea factorilor patogeni ai carcinogenezei a fost redus la o acțiune mecanică simplă de amoniac, fără a lua în considerare rolul factorilor genetici și de altă natură. Acest lucru este cu atât mai evidentă, deoarece nu toți pacienții infectați cu H. pylori, bolnav de cancer de stomac. Cu toate acestea, pentru a respinge rolul ureazei ca modificări potențial promotor prekantseroznyh mucoasei prematur.
Rolul H. pylori astăzi abia începe să fie studiate și, în ciuda numărului relativ mare de publicații, nu este încă pe deplin descifrat. În continuare studii aprofundate în acest domeniu va fi foarte de dorit o clarificare finală a mecanismelor gastritei cronice asociate cu H. pylori, in special in copilarie.