Гистамин

Гистамин представляет собой органическое азотсодержащее соединение, имеющее отношение к локальным иммунным реакциям, а также регулирующее физиологическую функцию кишечника и действующее в качестве нейротрансмиттера. Гистамин имеет отношение к воспалительной реакции. Как часть иммунной реакции на инородные патогены, гистамин вырабатывается базофилами и лаброцитами, обнаружимыми в близлежащих соединительных тканях. Гистамин повышает просачиваемость капилляров для белых кровяных клеток и некоторых белков, позволяя им атаковать патогены в инфицированных тканях.

2-(1H-имидазол-4-ил)этанамин

• Молекулярная формула:C5H9N3
• Молярная масса: 111,15 г•моль−1
• Температура плавления: 83,5 °C (182,3 °F; 356,6 K)
• Температура кипения: 209,5 °C (409,1 °F; 482,6 K)
• Растворимость в воде: хорошо растворим в холодной, горячей воде
• Растворимость в других растворителях: хорошо растворим в метаноле. Очень незначительно растворим в диэтиловом эфире. Хорошо растворим в этаноле.
• Степень кислотности: (pKa) имидазол: 6,04; NH2: 9,75

Гистаминовая основа, полученная как однородная мягкая масса минерального масла, плавится при температуре 83-84 °C.Гидрохлорид и соли фосфора образуют белые гидроскопические кристаллы, которые хорошо растворяются в воде или этаноле, но не в эфире. В водном растворе гистамин существует в двух таутомерных формах: Nπ-H-гистамин и Nτ-H-гистамин. Имидазольное кольцо включает два атома азота. Азот, самый удаленный от боковой цепи, представляет собой «теле» азот и обозначается знаком тау в нижнем регистре. Азот, ближайший к боковой цепи, представляет собой «прос» азот и обозначается знаком пи. Положение азота с водородом на нем определяет, как называется таутомер. Если азот с водородом находятся в положении теле, тогда гистамин представлен в форме теле-таутомера. Теле-таутомер преобладает в растворе. Гистамин имеет два основных центра, а именно алифатическую аминогруппу и любой атом азота имидазольного кольца, уже не имеющий протона. В физиологических условиях алифатическая аминогруппа (имеет pKa около 9,4) будет протонирована, в то время как второй азот имидазольного кольца (pKa ≈ 5,8) не протонируется.¹⁾ Таким образом, гистамин обычно протонируется до однозарядного катиона.

Гистамин получается из декарбоксилирования аминокислоты гистидина, реакция катализируется ферментом L-гистидин декарбоксилазой. Представляет собой гидрофильный вазоактивный амин. Как только сформирован, гистамин либо запасается, либо быстро деактивируется его первичными деструктивными ферментами, метилтрансферазой или диаминоксидазой. В центральной нервной системе гистамин, высвобождаемый в синапсы, преимущественно расщепляется гистамин-N-метилтрансферазой, при этом в других тканях могут иметь значение оба фермента. Несколько других ферментов, включая MAO-B и ALDH2, в дальнейшем обрабатывают ближайшие метаболиты гистамина с целью выведения и переработки. Бактерии также способны вырабатывать гистамин с использованием ферментов гистидин декарбоксилазы, не связанных с обнаруженными у животных. Неинфекционная форма заболеваний пищевого происхождения, например, отравление скумбрией, связана с выработкой гистамина бактериями в испорченной пище, в частности, рыбе. Сброженная пища и напитки естественно содержат небольшие количества гистамина в связи с аналогичным преобразованием, выполняемым ферментирующими бактериями или дрожжевыми грибками. Сакэ содержит гистамин в количестве 20–40 мг/л; вина содержат его в количестве 2–10 мг/л.

Большая часть гистамина в организме вырабатывается в гранулах в лаброцитах и белых кровяных клетках под названием базофилы и эозинофилы. Лаброцитов особенно много в местах потенциального повреждения — нос, рот, стопа, внутренние поверхности организма, кровеносные сосуды. Гистамин, происходящий не из лаброцитов, обнаруживается в нескольких тканях, включая головной мозг, где он функционирует в качестве нейротрансмиттера. Другим важным местом запасания и высвобождения гистамина являются энтерохромаффиноподобные (ECL) клетки желудка. Наиболее важным патофизиологическим механизмом высвобождения гистамина лаброцитами и базофилами является иммунологический механизм. Данные клетки, если сенсибилизированы антителами иммуноглобулина E, прикрепляются к их мембранам и дегранулируются, когда подвергаются действию соответствующего антигена. Определенные амины и алкалоиды, включая такие препараты как морфин и алкалоиды кураре, могут перемещать гистамин в гранулы и вызывать его высвобождение. Антибиотики, такие как полимиксин, также стимулируют высвобождение гистамина. Высвобождение гистамина происходит, когда аллергены связываются с лаброцит-связанными антителами иммуноглобулина E. Снижение избыточной выработки иммуноглобулина E может снизить вероятность обнаружения достаточного количества иммуноглобулина E для запуска высвобождения гистамина лаброцитами.

Гистамин оказывает действие посредством связывания с сопряженными с G-белком гистаминовыми рецепторами, обозначаемыми с H1 до H4. Связываясь с H2 рецептором, гистамин протонируется в конечной цепи аминогруппы. Данная аминогруппа взаимодействует с аспарагиновой кислотой в трансмембранных доменах рецептора. Другие атомы азота взаимодействуют с треонином и аспарагиновой кислотой в различных трансмембранных доменах; все вместе это упоминается как трехзаостренное взаимодействие. Располагая трансмембранные домены близко друг к другу, он запускает каскад сигнальной трансдукции. Следует отметить, что все известные физиологические реакции гистамина представляют собой серию слабых взаимодействий; гистаминовая основа остается неизменной.²⁾ Гистаминовые рецепторы у насекомых, таких как дрозофила обыкновенная, представляют собой лиганд-активируемые хлористые каналы, которые действуют в целях снижения нейрональной активности. Гистамин-активируемые хлористые каналы вовлечены в передачу периферийной сенсорной информации у насекомых, особенно в отношении восприятия света/зрения. У дрозофилы было обнаружено два подтипа рецептора: HClA и HClB. У насекомых не известны рецепторы гистамина, сопряженные с G-белком.

Повышенная сосудистая проницаемость приводит к тому, что жидкость из капилляров выводится в ткани, что вызывает классические симптомы аллергической реакции: насморк и слезящиеся глаза. Аллергены могут связываться с иммуноглобулин E-нагруженными лаброцитами в слизистых мембранах носовой полости. Это может вызвать три клинические реакции:³⁾

• чихание в связи с гистамин-обусловленной сенсорной невральной стимуляцией
• гиперсекрецию из железистой ткани
• заложенность носа в связи с переполненностью сосудов, связанной с вазодилатацией и повышенной проницаемостью капилляров

Хотя гистамин в меньшей степени сравним с другими биологическими молекулами (содержит всего 17 атомов), он играет важную роль в организме. Он имеет отношение к 23 различным физиологическим функциям. Гистамин причастен ко многим физиологическим функциям, поскольку обладает химическими свойствами, которые дают ему возможность быть универсальным в связывании. Он является кулоновским (способен нести заряд), конформационным и гибким веществом. Это позволяет ему более легко взаимодействовать и связываться.

Гистамин высвобождается в качестве нейротрансмиттера. Клеточные тела гистаминовых нейронов обнаружены в задней доле гипоталамуса, в туберомаммилярном ядре. Отсюда данные нейроны переносятся по всему головному мозгу, включая кору, через медиальный пучок переднего мозга. Гистаминовые нейроны повышают бодрость и предотвращают сон.⁴⁾ Обычно антигистамины (антагонисты H1 гистаминового рецептора), которые пересекают гематоэнцефалический барьер, вызывают сонливость. Новейшие разработанные антигистамины не поступают в головной мозг и, таким образом, не обладают данным действием. Подобно действию более старых антигистаминов, разрушение высвобождающих гистамин нейронов, либо ингибирование синтеза гистамина приводит к неспособности поддерживать активность. В конечном итоге, антагонисты рецептора H3 повышают бодрость. Гистаминергические нейроны обладают связанным с бодростью паттерном импульсов. Они быстро активируются в период бодрствования, активируясь более медленно в периоды расслабления/усталости, при этом полностью перестают активироваться во время быстрой и глубокой фазы сна.

Энтерохромаффиноподобные клетки, расположенные в пределах желудочных желез, высвобождают гистамин, который стимулирует близлежащие обкладочные клетки посредством связывания с апикальным H2 рецептором. Стимулирование обкладочных клеток вызывает поглощение углекислого газа и воды из крови, которые затем преобразуются в углекислоту посредством фермента карбоангидразы. Внутри цитоплазмы обкладочной клетки углекислота сразу же распадается на водород и бикарбонат-ионы. Бикарбонат-ионы проникают обратно через базилярную мембрану и поступают в кровоток, в то время как ионы водорода засасываются в просвет желудка посредством K⁺/H⁺ АТФазного насоса. Высвобождение гистамина прекращается, когда pH желудка начинает снижаться. Молекулы-антагонисты, такие как ранитидин, блокируют H2 рецептор и предотвращают связывание гистамина, вызывая снижение секреции ионов водорода.

В то время как гистамин обладает стимулирующим действием на нейроны, он также обладает подавляющим действием, которое защищает от предрасположенности к судорогам, чувствительности к препаратам, денервации сверхчувствительности, ишемических повреждений и стресса. Также было обнаружено, что гистамин контролирует механизмы, посредством которых забываются воспоминания и знания.⁵⁾

Потеря либидо и эректильная недостаточность могут возникнуть во время лечения с использованием антагонистов гистаминовых (H2) рецепторов, таких как циметидин, ранитидин и рисперидон. Инъекция гистамина в пещеристое тело у мужчин с психогенной импотенцией полностью или частично восстанавливает эрекцию у 74% из них. Было выявлено, что антагонисты H2 могут вызывать связанные с половой жизнью трудности за счет снижения поглощения тестостерона.

Уровень метаболитов гистамина повышен в цереброспинальной жидкости людей с шизофренией, в то время как эффективность активных центров H(1) рецепторов снижена. Многие атипичные антипсихотические лекарственные препараты обладают действием, заключающимся в снижении выработки гистамина (антагонисты), по этой причине их использование у людей с данным расстройством считается нецелесообразным.⁶⁾

Гистаминовая терапия для лечения множественного склероза на сегодняшний день находится в прочесе исследования. Различные H рецепторы обладают различным действием на лечение данного заболевания. Рецепторы H1 и H4 в одном исследовании проявили себя как непродуктивные в лечении множественного склероза. Рецепторы H1 и H4 предположительно повышают преодолимость гематоэнцефалического барьера, таким образом, повышая инфильтрацию нежелательных клеток в центральную нервную систему. Это может вызывать воспаление, и симптомы множественного склероза ухудшаются. Рецепторы H2 и H3 предположительно обладают полезным действием при лечении пациентов с множественным склерозом. Гистамин способствует дифференциации T-клеток. Это имеет важное значение, поскольку при множественном склерозе иммунная система организма атакует его собственные миелиновые оболочки на нервных клетках (что взывает потерю сигнальной функции и возможную нервную дегенерацию). Посредством содействия дифференциации T-клеток, T-клетки менее вероятно атакуют собственные клетки организма, а вместо этого атакуют захватчиков.

Как неотъемлемая часть иммунной системы, гистамин может иметь отношение к заболеваниям иммунной системы и аллергическим реакциям. Мастоцитоз представляет собой редкое заболевание, при котором наблюдается пролиферация лаброцитов, которые вырабатывают избыточное количество гистамина.⁷⁾

Свойства гистамина, когда он носил название β-иминазолилэтиламин, были впервые описаны в 1910 г. британскими учеными Генри Г. Дейлом и П.П. Лейдлоу. «H-вещество» или «вещество H» время от времени использовалось в медицинской литературе для описания гистамина или гипотетического гистаминоподобного диффундирующего вещества, высвобождаемого во время аллергических реакций кожей или в ответ на воспаление тканей.

:Tags

Читать еще: Клевер (Экстракт Клевера красного) , Лактаза , Лауромакрогол 400 (полидоканол) , Оксорален (Метоксален) , Пролин ,