Мелитин – част 1

med_32През 1952 г. Neumann и Habermann разделиха пчелната от­рова чрез хартиена електрофореза на две фракции. В първата, по-силно подвижна към катода фракция те доказаха наличието на пептид, който разрушава (хемолизира) червените кръвни клетки и причинява свиване на гладката мускулатура. Наре­коха го мелитин (от видовото наименование на пчелата — Apis mellifera).

Препаративното му отделяне, което Habermann и Kreil успя­ха да постигнат с колонна йонообменна хроматография и с гелфилтрация, даде възможност да се установи голямото му коли­чество в отровата (50—55% от сухата отрова) и да се изучат ин­тересните му биохимични, фармакологични и токсични свойства.

Мелитинът е пептид със силни основни отнасяния, съставен от 26 ами­нокиселини. В структурата му липсват тирозин, фенилаланин, аспарагинова киселина и сярасъдържащите аминокиселини метионин и цистеин. Основ­ният характер на молекулата му се дължи на преобладаването на базични аминокиселини (3 лизина и 2 аргинина) срещу 2 остатъка на глутаминовата киселина, при това с блокирани чрез амидиране карбоксилни групи. Око­ло 10% от мелитиновите молекули са свързани с радикала на мравчената киселина От аминокиселинния му състав се извежда минимална относител­на молекулна маса — 2840.

На гелфилтрация мелитинът се отнася като белтък с относителна молекулна маса 12 000. Това показва, че в разтвор молекулите му се групи­рат по четири, т. е. в тетрамерни образувания. Тетрамерното състояние на мелитина беше доказано с различни методи. Напоследък се установи, че в твърде ниска концентрация и в разтвор с ниско съдържание на соли (мал­ка йонна сила) молекулите на пептида са разположени поединично, т. е. като мономери. Преминаването им в тетрамерно състояние се улеснява и от повишаването на pH на разтвора над 9.

Habermann и Jentsch установиха, че аминокиселините в мулекулата на мелитина са особено подредени. Базичннте хидрофилни аминокиселини са групирани в единия край (С-края), а хидрофобните (с малка разтвори­мост във водата) аминокиселини са струпани в другия край (N -края) на мелитина.

Това подреждане на аминокиселините е структурната ос­нова на свойството на мелитина да намалява силно повърх­ностното напрежение на разтворите. То обуславя и много от фармакологичните свойства на пептида. Разкриването на после­дователността на аминокиселините в мелитиновата молекула създаде възможности за нейното синтезиране. Лабораторно син­тезираният пептид проявява същите фармакологични свойства както природният.

Намаляването на повърхностното напрежение от мелитина причинява разрушаване на кръвните и другите клетки и ца тех­ните клетъчни органели. Интересно е, че при концентрации 1.106 мелитинът преминава през клетъчната мембрана на лев­коцитите и уврежда вътрешноклетъчните органели — лизовомите и митохондриите. Клетъчната мембрана се разрушава при по-висеки концентрации мелитин — б.Ю6—1 . 10. Разруша­ването на червените кръвни клетки намалява снабдяването на тъканите с кислород, В резултат на увреждането на масто- цитните и базофилните клетки се есвобождават биогенните амини хистамин и серотонин, които предизвикват възпалителна реакция.

Тази реакция се придружава от разширяване на кръ­воносните съдове, увеличаване на пропускливостта на капиля­рите, спадане на кръвното налягане и спазъм на бронхите. Антихистаминови и антисеротонинови лекарства намаляват та­зи възпалителна и алергоподобна реакция на мелитина. Инжек­тирането му в кожата предизвиква болка, зачервяване и поду­ване на мястото на инжекцията.

Напоследък се установи, че в механизма на възпалителната реакция, причинена от пептида, се намесват и простагландините Ei и Е2 — мастни вещества с хормоноподобно действие. Те проявяват и възпалителна актив­ност. Биосинтезата им се усилва под влияние на мелитина. Мелитинът сти­мулира действието на ензима фосфолипаза А, който освобождава от фос­фолипидите арахидоновата мастна киселина. Тази киселина е изходният ма­териал за синтеза на простагландините.

По подобен механизъм се предполага, че се извършва откритото напоследък сти­мулиране под влияние на мелитина на биосинтеза на хемотаксичен фактор за еозинофилните левкоцити. Отделеният от някои левкоцити и тъканни клет­ки хемотаксичен (привличащ по химичен път) фактор привлича друг вид бели кръвни клетки (еозинофили) на мястото на инжектирания мелитин и с това усилва възпалителната реакция.

Johnson и др. (1981) установиха, че в резултат на стимулирането от мелитина на системата, възпроизвеждаща простагландини в артерийната стена, неколкократно се увеличава количеството на простациклина — наско­ро открито съединение от простагландиновата група, което разширява кръ­воносните съдове и противодействува на образуването на тромби в тях. Ня­кои автори смятат, че простациклинът е основният биологичен фактор, пред­пазващ кръвоносните съдове от атеросклеротични увреждания.

Мелитиновите молекули не само агрегират помежду си, но образуват и комплекси с други вещества, като белтъци, сулфатизирани мукополизаха- рнди (с основен представител хепарина) и фосфолипиди. Доказано беше неимунното им комплексообразуване с липопротеините на серума. Проучено беше комплексообразуването на мелитина с мембранните липиди. В ком­плексите мелитинът участвува с много по-малко молекули, отколкото липиднте. Приема се, че комплексообразуването му с мембранните фосфолипиди ги „разкрива“ за разграждащото действие на фосфолипаза А.

Хепаринът образува във ввдни разтвори неразтворим комплекс ме­литина при съотношение между молекулите им 1:8. Свързването на пептида в комплекс намалява активността му да разрушава червените кръпни клет­ки и да предизвиква локално възпаление и контракция на мускулите.

Част от вътрешнокожно или подкожно инжектирания мели­тин се свързва с белтъците, липидите и мукополизахаридите на кожата и на съединителната тъкан. Вероятно това е една от причините токсичната доза на подкожно приложения пептид да бъде около 15—20 пъти по-голяма, отколкото при венозното му инжектиране. Токсичната му доза за лабораторните животни, приложена венозно, е 3,5—4 |xg/kg. Американски автори устано­виха, че серумният албумин предпазва клетките на костния мо­зък от токсичното действие на мелитина.

Тъй като мелитинът реагира с клетъчните частици и с моле­кулите на много вещества, от които е изградена белтъчната материя, редица ензимни реакции, за протичането на които е необходима интактността (целостта) на биологичните структу­ри, се повлияват от неговото действие. Той разстройва кръвосъсирването чрез въздействие най-малко върху две места от процеса — потиска активността на тромбопластина, която за­виси от връзката му с някои фосфолипиди, и денатурира фибриногена вероятно чрез образуване на соленоподобни връзки между алкалния мелитин и киселия фибриноген.

В по-високи дози (5.10~Бмола) мелитинът потиска дехидратирането на сукцината от митохондриите и нарушава окис­лителното фосфорилиране в тях — процес, от който зависи оползотворяването и съхраняването на енергията в клетките. Ниски­те концентрации (1—2.10-6 мола) увеличават неколкократно транспортирането на Н+, К+, Na+, С1 и на някои двува- лентни йони.

Повърхностно активното действие и свързването на мелити­на с някои биологично важни вещества в клетката вероятно обуславят антибактерийното му действие. В малки концентра­ции (10—20 pg/ml) пептидът потиска растежа на Грам-положи­телните бактерии. Грам-отрицателните бактерии са по-устойчи­ви на неговото действие.

Отдавна е известно, че пчелната отрова стимулира актив­ността на хипофизно-надбъбречната система, която отделя про­тивовъзпалителния хормон кортизол. Изследвахме влиянието на отделни компоненти на отровата върху дейността на надбъбречната система, като отчитахме ефекта им 27г h след инжек­тирането. Резултатите от тези опити показаха, че мелитинът стимулира слабо дейността на отровата. По-късно американски изследователи съобщиха за силно активиране на хипофизно- надбъбречната система от мелитина. Резултатите от опитите бяха отчетени след третия час от инжектирането на пептида. Стана ясно, че свойството на мелитина да активира системата се проявява по-късно от действието на другите й стимулатори. То е твърде силно и се увеличава с увеличаване на дозата.

Хормоните на надбъбречните жлези потискат имунните реак­ции. С оглед на това изследвахме влиянието на компоненти на пчелната отрова върху броя на клетките, които произвеждат противотела срещу чужди за организма антигени. Изследване­то показва, че клетъчните суспензии от слезка (далак) на миш­ки, инжектирани двукратно със 100 pg/kg мелитин, съдържат в сравнение със суспензиите от нетретираните мишки 4 пъ­ти по-малко произвеждащи противотела (имунокомпетентни) клетки.