ciclooxigenaza (COX) este enzima cheie în sinteza prostaglandinelor, prin oxidarea acidului arahidonic. Prostaglandinele îndeplinesc ambele funcții legate de homeostazia diferitelor organe și cu durere, inflamație și dezvoltarea neoplasmelor. În 1971, sir John Vane a sugerat că cel mai important mecanism de acțiune al medicamentelor asemănătoare aspirinei a fost inhibarea biosintezei prostaglandinelor., Astăzi știm că aspirina și alte medicamente antiinflamatoare nesteroidiene interferează cu acțiunea COX1. Studiile inițiale au arătat că activitatea COX poate fi crescută în celulele activate și că această activitate nu este complet inhibată de corticosteroizi2. Aceste dovezi au dus la descoperirea existenței a două izoforme ale COX, numite COX-1 și COX-2., Deși ambele ciclooxigenaze au afinitate similară pentru acidul arahidonic și sunt omoloage de 90%, ele au afinitate diferită pentru substrat și se găsesc în diferite locuri din interiorul celulei. Există, de asemenea, diferențe în genele care codifică cele două enzime. COX-1 joacă un rol important în sinteza prostanoidelor în scopuri fiziologice și reglează funcții precum protecția gastrointestinală, homeostazia vasculară, hemodinamica renală și funcția plachetară., Gena COX-1 măsoară aproximativ 22 kb, are 11 exoni și provine dintr-o duplicare a unei gene comune foarte ancestrale. Este localizat pe cromozomul 9, iar regiunea promotorului său nu are cutie TATA, dar conține multe site-uri de transcriere, sugerând că gena sa este de tipul „genelor de întreținere”. În celulă, COX-1 este de obicei localizat în citoplasmă sau în apropierea reticulului endoplasmatic. Deși COX-1 este exprimat constitutiv în multe țesuturi, valorile sale se schimbă în timpul dezvoltării., Structura proteică a ambelor enzime este similară, cu o omologie mai mare de 90%. Greutatea moleculară a COX-1 este de aproximativ 69,05 kD, iar examinările cristalografice au arătat diferențe structurale derivate din secvența de aminoacizi. Structura sa are două domenii, cel care se leagă de membrane este constituit din patru helici care formează un canal care permite intrarea acidului arahidonic din membrană în locul cu activitate enzimatică. În această regiune există două situri active, un ciclooxigenare catalizatoare și un perooxidare3, 4.,

ciclooxigenazei-2 (COX-2)

Deși existența mai multor izoforme ale COX au fost postulat la mijlocul anilor șaptezeci, acesta nu a fost până la începutul anilor nouăzeci, când au fost obținute dovezi concrete de doua izoforma COX, care nu este în mod normal prezentă în celulă, dar apare rapid după expunerea celulelor la agenți, cum ar fi lipopolysaccharide sau citokine proinflamatorii, și reglează producția de prostanoids care sunt implicate în inflamație și alte procese inflamatorii, și fiziologice patológicos3,5., Din acest motiv, COX-2 a fost numită formă inductibilă, iar COX-1 Formă constitutivă 6. COX-2 are o genă mai mică, localizată pe cromozomul 1, măsoară aproximativ 8,3 kb și conține 10 exoni. Regiunea sa promotor are site – uri de ligare despre care se știe că recunosc glucocorticoizii, interleukina-6 și alte citokine7. În celulă, COX-2 se găsește în principal în regiunea perinucleară și în membrana nucleară4., Apariția sa în celule pot fi stimulate sau induse în mai multe tipuri de them4, inclusiv cele legate de răspunsul inflamator, deși studii recente au arătat că este exprimat constitutiv în diferite puncte din tractul genital masculin și feminin și în timpul proceselor legate de ovulatie, ovala implantare, de inducere a forței de Muncă și de reproducere. De asemenea, este exprimat în diferite tipuri de neuroni și participă la transformarea canceroasă, în acest caz prin mecanisme de rezistență la moartea programată (apoptoză)., Mecanismul de acțiune în aceste cazuri nu este pur și simplu acela de inhibare a prostaglandinelor, ci și de cuplare sau interferență cu funcțiile altor proteine. Greutatea sa moleculară este de 69,09 kD. Din punct de vedere structural, COX-1 și COX-2 sunt similare, dar locul de legare pentru acidul arahidonic este diferit. COX-2 are un canal mai larg, permițând accesul la AINS mari care nu ar penetra canalul COX-1., Structura sa tridimensională constă din trei unități independente: una similară factorului de creștere epidermal 2, alta în membrană și alta în care conține domeniile enzimatice. în plus față de diferențele genice comentate, de distribuție, reglare, expresie și structură, ambele enzime sunt activate de stimuli diferiți, folosesc diferite bazine de substrat și sunt cuplate la diferite fosfolipaze A2., În celulele murine, când activitatea COX-2 este blocată, acidul arahidonic eliberat de anumiți stimuli nu poate fi transformat în prostaglandine, chiar dacă activitatea COX-1 există în celulă. PGE2 reduce producția de acid gastric și produce vasodilatație la nivelul mucoaselor. În plus, secreția de mucus, suc gastric și bicarbonat duodenal crește. La om, majoritatea prostaglandinelor cu efect protector al mucoasei gastrice sunt sintetizate prin COX-1., Cu toate acestea, în cancerul de colon uman, COX-2 este exprimat în cantități mari3. în condiții normale, prostaglandinele sunt produse în diferite regiuni anatomice ale rinichiului. Suprimarea sa prin blocarea COX-1 poate fi cel mai important mecanism de nefrotoxicitate produs de AINS. De exemplu, prostaglandinele PGI2, PGE2 și PGD2 scad rezistența vasculară prin dilatarea vaselor medulare și creșterea perfuziei rinichiului., Aceasta are ca rezultat redistribuirea fluxului sanguin de la cortexul renal la nefronii regiunii juxtamedulare. Inhibarea acestor prostaglandine tinde să scadă perfuzia renală totală și să redistribuie fluxul sanguin către cortex. În situații extreme, aceasta culminează cu vasoconstricție renală acută și ischemie medulară care poate duce la insuficiență renală acută. În plus, PGE2 are un efect diuretic și natriuretic, prin urmare retenția hidrosalinei produsă de AINS. PGE2 împreună cu IGP2 mențin filtrarea glomerulară., Sinteza prostaglandinei renale este un mecanism fiziologic de contracarare a perfuziei renale scăzute. Reducerea fluxului sanguin are loc în situații de contracție volumetrică. În aceste condiții, PG generează o vasodilatație compensatorie a vascularizării renale care contracarează efectul stimulării axei renină-angiotensină-aldosteron. Menținerea funcțiilor renale la pacienții cu insuficiență cardiacă, ciroză și insuficiență renală depinde de acțiunea vasodilatatoare a prostaglandinelor., PGE2 și prostaciclina direct implicate în acest efect vasodilatator sunt sintetizate prin calea COX-1. În situații de deprivare salină,COX-2 a fost exprimat în macula renală densă9, 10. atât în lichidul sinovial,cât și în membrana sinovială a pacienților cu artrită sunt detectate COX-1 și COX-2 la nivelul proteinei și arnm11, 13. În ambele cazuri, celulele responsabile sunt celule mononucleare ale tulpinii monocito-fagocitare., Contribuția fiecăreia dintre aceste două izoforme la sinteza prostaglandinelor nu este încă cunoscută cu exactitate. Există dovezi că producția de PG poate depinde aproape exclusiv de COX-2, chiar și în prezența COX-1. În sistemele murine in vitro, sinteza PG depinde de cuplarea dintre fosfolipaze și ciclooxigenaze. De exemplu, tratamentul cu mitogeni fibroblastici produce o creștere a eliberării PG. Dacă expresia COX-2 este blocată, PG nu este produs, chiar și în prezența COX-1., Acest lucru, la om, s-ar explica cum inhibitori selectivi COX-2 ar putea inhiba Comun sinteza PG (durere și inflamație), chiar și în prezența unor cantități mari de COX-1 în membrana sinovială și lichidul sinovial cells12-14. COX-1 se găsește în neuronii din creier, în special în zona frontală. La nou-născuți există valori crescute ale expresiei COX-2 în regiunea frontală, care rămân mai mici la vârsta adultă., La unele animale, și poate și la oameni, COX-2 este exprimat și în măduva spinării.15. COX-1 și COX-2 sunt exprimate în epiteliul uterin în timpul stadiului inițial al sarcinii. Ambele pot fi importante pentru implantarea oului și pentru geneza și dezvoltarea placentei16. Diverse studii epidemiologice au găsit o relație între ingestia de aspirină și riscul de cancer de colon. Unele medicamente antiinflamatoare au fost, de asemenea, observate pentru a reduce numărul de polipi adenomatoși la pacienții cu polipoză familială., În cancerul de colon și carcinoamele colorectale, s-a observat o expresie ridicată a COX atât la nivelul proteinei, cât și la nivelul ARNm. Studii recente sugerează asocierea COX-2 și carcinogeneza colonului. Valori crescute ale COX-2 au fost, de asemenea,găsite în modelele murine de polipoză familială, iar la rozătoare cu carcinom de colon inclus chimic inhibitori selectivi ai COX-2 au fost observate pentru a suprima formarea adenomului8, 17-20. legătura dintre COX și boala Alzheimer se bazează pe studii epidemiologice., Conținutul de COX-2 din țesutul cerebral al pacienților cu Alzheimer s-a dovedit a fi mai mic decât în mod normal, ceea ce poate reflecta pierderea excesivă de neuroni în stadiile avansate ale bolii21. unul dintre domeniile cu cel mai mare viitor în cercetare este dezvoltarea de substanțe chimice care sunt inhibitori specifici ai COX-2. o varietate de teste biologice au fost dezvoltate pentru a defini activitatea AINS împotriva COX-1 și COX-2., Aceste studii au arătat că diferitele AINS au un efect inhibitor variabil. In vitro, unele par să inhibe COX-2 mai selectiv decât COX-1, cu toate acestea relevanța clinică a acestor studii este îndoielnică. Dimpotrivă, specificitatea inhibiției pare să aibă o semnificație clinică mai mare. Conceptul de specificitate este un concept in vivo care reflectă capacitatea de a suprima clinic COX-2 (inflamație) fără inhibarea clinică a COX-1 (absența efectelor gastrice și absența efectelor asupra funcției plachetare)., Până în prezent, niciunul dintre AINS disponibile nu sa dovedit a avea un efect specific asupra COX-2. Cu toate acestea, există două molecule care combină această calitate și vor apărea pe piață în curând. Efectul său asupra inflamației și durerii și absența efectelor secundare relevante pare a fi un pas important în terapia bolilor inflamatorii.