Медьсвязывающий трипептид GHK представляет собой молекулу небольшого размера с аминокислотной последовательностью глицил-L-гистидил-L-лизин. Впервые он был обнаружен при сравнении влияния плазмы крови молодых (20–25 лет) и пожилых (50–70 лет) людей на работу гепатоцитовГепатоциты — это основные клетки печени. На них приходится от 60 до 80% массы всего органа. Это главные функциональные единицы печени, которые участвуют в широком спектре физиологических процессов, таких как метаболизм питательных веществ, синтез белков, детоксикация и секреция желчи.. Оказалось, что при воздействии плазмы крови молодых людей гепатоциты начинают синтезировать белкиБелки — это высокомолекулярные органические вещества, состоящие из альфа-аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью. В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом. При синтезе в большинстве случаев используется 20 стандартных аминокислот. Множество их комбинаций определяет большое разнообразие свойств молекул белков. Белки играют ключевую роль при иммунном ответе, могут выполнять транспортную, запасающую, каталитическую, структурную и рецепторную функции. Белки — важная часть питания животных и человека. Основные источники белков — мясо, птица, рыба, молоко, орехи, бобовые, зерновые. на уровне, характерном для молодого организма; в частности, отмечалось угнетение синтеза фибриногена. Причиной изменения синтетической активности гепатоцитов оказался GHK.
GHK обнаруживается в естественных условиях в плазме крови, слюне и в моче. Он имеет высокое сродство к иону меди Cu2+, с которым формирует хелатный комплексХелатный комплекс — это форма минералов, где минерал прочно связан с аминокислотой. Таким образом происходит доставка минерала в нужное место организма и его усвоение GHK-Cu. С возрастом отмечается значительное уменьшение концентрации GHK-Cu в плазме крови: с 200 нг/мл у детей и молодых людей до 80 нг/мл– у лиц старше 60 лет, что может служить одним из факторов, обусловливающих сниженную регенеративную способность последних.
GHK высвобождается при расщеплении белка SPARC (Secreted protein acidic and rich in cysteine). Данный гликопротеинГликопротеин — это молекула белка, модифицированная присоединением к ней одной или нескольких групп олигосахаридов, являющийся компонентом экстрацеллюлярного матрикса, обнаруживается в большом количестве в эмбриональных клетках, а также в тканях, подвергающихся обширному ремоделированию и восстановлению. Считается, что SPARC регулирует форму и работу эндотелиальных клеток в процессе регенерации тканей. Аминокислотная последовательность, соответствующая GHK, была также обнаружена в альфа 2 (I) цепи коллагена 1-го типа. При повреждении тканей вследствие воздействия протеаз происходит расщепление молекул коллагена и высвобождение GHK в месте травмы. Таким образом, GHK является типичным матрикином – биологически активным пептидом, высвобождающимся в результате разрушения крупных белковых молекул экстрацеллюлярного матрикса.
Биохимической особенностью трипептида GHK является его малый размер, вследствие чего к мембранным рецепторам клеток он проникает лучше, чем более крупные молекулы. Кроме того, GHK обладает уникальными медьсвязывающими характеристиками: аффинитетАффинитет — это способность различных клеток и тканей захватывать и связывать определённые химические вещества, поступившие в организм или образующиеся в нём GHK к ионам меди Cu2+ гораздо выше, чем у аналогичных пептидов, и практически эквивалентен аффинитету молекулы альбуминаОдин из основных белков человеческого организма, который отвечает за поддержание нормального состава крови и транспортировку различных веществ по организму. Он также выступает запасным источником аминокислот Альбумины выполняют две очень важные функции: управляют распределением воды внутри организма,
помогают крови переносить витамины, минералы и лекарства.
Они отвечают за обмен воды — помогают удерживать её в сосудах и не позволяют ей избыточно переходить в ткани (таким образом предотвращая развитие отёков). Альбумины влияют на образование тканевой жидкости, мочи и лимфы, а также контролируют процесс всасывания воды из кишечника.. Предполагается, что GHK участвует в переносе ионов меди из кровеносного русла к тканям, а также помогает им проникать внутрь клеток в нетоксичной и легко утилизируемой форме.
Комплекс GHK-Cu хорошо проходит через роговой слой эпидермиса, причем именно трипептид обеспечивает адекватную проникающую способность. При наружном нанесении на кожу человека ex vivoEx vivo — это проведение экспериментов в живой ткани, перенесённой из организма в искусственную внешнюю среду. Это изучение веществ на живых тканях, но вне тела человека или животного комплекс GHK-Cu способен накапливаться в ней в концентрации, потенциально эффективной для лечения воспалительных заболеваний не только кожи, но и внутренних органов.
Увеличение количества коллагена, гликозаминогликанов и декорина
Гликозаминогликаны, протеогликаны, коллагенКоллаген — это фибриллярный белок, один из основных строительных элементов организма. Он составляет значительную часть соединительных тканей, таких как кожа, сухожилия, суставы, кости и хрящи. Коллаген обеспечивает прочность, эластичность и структурную целостность этих тканей, придавая им возможность сопротивляться растяжению и фибронектин служат основными компонентами экстрацеллюлярного матрикса соединительной ткани. Комплекс GHK-Cu усиливает синтез коллагена, причем этот эффект дозозависим, с максимальной стимуляцией при концентрации активного вещества 10-9 М.
Помимо структурной функции гликозаминогликаны и протеогликаны играют роль в заживлении ран, способствуя адгезии, миграции и пролиферации клеток. Кроме того, считается, что они могут регулировать активность факторов роста. Комплекс GHK-Cu стимулирует синтез не только коллагена I и III типов, но и дерматан сульфата. Позже особое внимание стало уделяться протеогликанам, особенно декорину и биглюкану, поскольку они участвуют в организации фибрилл коллагена. Добавление GHK-Cu in vitroIn vitro можно определить как «в пробирке», «вне живого организма». Этот термин используется в научных исследованиях, когда эксперименты проводятся в искусственно созданной среде, имитирующей условия живого организма. значительно усиливает синтез коллагена, гликозаминогликанов и декорина, при этом не влияет на синтез биглюкана. Кроме того, под воздействием комплекса in vivoIn vivo можно определить как «на живом». Это термин, обозначающий проведение экспериментов на живом организме, в отличие от опытов «в пробирке» (in vitro) отмечено изменение соотношения гликозаминогликанов в сторону увеличения синтеза хондроитинХондроитин — это вещество, которое входит в состав хрящевой ткани, связок и костей, важный компонент сустава, от которого зависит его состояние и нормальная работа. Это не просто строительный материал: хондроитин удерживает влагу, участвует в обменных процессах, стимулирует выработку синовиальной жидкости. сульфата.
Исследование на культуре дермальных фибробластов человека, в котором оценивали влияние препарата GHK-Cu на синтез коллагена, эластина и экспрессию мРНК MMP-1 и ММР-2, тканевых ингибиторов металлопротеиназ (TIMP)-1 и -2.
На четвертые сутки после использования растворов GHK-Cu было зафиксировано значительное увеличение синтеза коллагена и эластина. Отмечался дозозависимый обратный эффект на синтез коллагена через 96 часов, синтез альфа-эластина увеличивался примерно на 30% независимо от концентрации GHK-Cu в препарате. С увеличением концентрации GHK-Cu в препарате уменьшались экспрессия MMP-1, TIMP-1 и количество коллагена.
Усиление ангиогенеза
Процесс неоангиогенеза в области раны регулируется сосудистым эндотелиальным фактором роста (VEGF), основным фактором роста фибробластов (bFGF) и трансформирующим фактором роста бета (TGFβ). VEGF считается наиболее значимым сигналом стимуляции ангиогенеза в ране. В исследовании Sen et al. (2002) оценивалось влияние препаратов меди на экспрессию VEGF на культуре кератиноцитовКератиноцит — это основной тип клеток эпидермиса (наружного слоя кожи), который играет ключевую роль в формировании защитного барьера кожи. Эти клетки составляют около 90% всех клеток эпидермиса. человека HaCaT и эпидермальных кератиноцитах взрослого человека. Установлено, что добавление препаратов меди значительно увеличивало экспрессию VEGF по сравнению с контрольной группой на обеих культурах клеток. Для дальнейшей оценки потенциала препаратов меди в заживлении ран использованы экспериментальные модели на животных (мыши BalbC). Результаты оценивались на 5-е сутки. Отмечено не только значительное уменьшение площади ран при обработке препаратами меди, но и усиление пролиферации эпителиальных тканей с увеличением плотности клеток в гранулярном слое при обработке препаратами меди. Авторы сделали заключение, согласно которому ангиогенный потенциал меди может быть использован в ускорении процессов заживления ран.
В работах посвященной изучению свойств белка SPARC, также оценивали влияние GHK на эндотелиальные клеткиЭндотелиальные клетки — это клетки внутренней оболочки сосудов. Они играют важную роль в процессе тканевого дыхания и метаболизма. Так, добавление GHK незначительно влияло на ангиогенез. В то же время, если GHK предварительно обрабатывали раствором сульфата меди, отмечалось усиление ангиогенеза по силе, сопоставимое с bFGF.
Усиление роста нервных волокон
Часто вследствие неадекватного процесса регенерации отмечается снижение чувствительности в поврежденной области. GHK повышает продукцию нейротропных факторов, способствуя восстановлению иннервации кожи после повреждения.
Противовоспалительный и антиоксидантный эффекты
GHK-Cu улучшает заживление ишемических ран и подавляет воспаление за счет уменьшения количества цитокинов острой фазы воспаления, таких как TGF-β и фактор некроза опухоли альфа (TNF-α).
Влияние двух пептидов (GGH и GHK), их медных комплексов и сахаромицетно-медного фермента на секрецию нормальными человеческими дермальными фибробластами эпидермального интерлейкина-6, играющего критическую роль в процессе нормального заживления ран. Обнаружено, что комплекс GHK-Cu уменьшает оксидативный стресс за счет регуляции уровней железа и нейтрализации токсичных продуктов перекисного окисления липидов. Также меднопептидные комплексы уменьшали TNF-α-зависимую секрецию интерлейкина-6 фибробластами. Авторы предполагают, что меднопептидные препараты в будущем могут быть использованы как альтернатива кортикостероидным и нестероидным противовоспалительным препаратам, имеющим гораздо более широкий спектр побочных эффектов. Позже те же авторы (2014) более детально проанализировали влияние GHK-Cu на секрецию TGF-β фибробластами в исследовании на культуре фибробластов in vitro. Было выдвинуто предположение, что меднопептидный комплекс обладает способностью угнетать секрецию «фиброгенного» TGF-β фибробластами и как следствие – регулировать избыточное рубцеобразование.
Увеличение стволового потенциала клеток
Влияние GHK-Cu на базальные кератиноцитыБазальные кератиноциты — это клетки базального слоя эпидермиса, самого глубокого подслоя кожи, который расположен непосредственно на границе с дермой. Это клетки, которые активно делятся и перемещаются вверх, образуя новые клетки эпидермиса. Они мигрируют вверх по слоям эпидермиса, по мере продвижения меняя свою структуру и функции. Функции базального слоя: регенерация и обновление кожи, регуляция роста и развития эпидермиса, образование дермоэпидермального соединения, выработка меланина, производство ростовых факторов и цитокинов. Также базальный слой называют ростковым или зародышевым, так как он даёт начало всем клеткам эпидермиса.: выявлено значительное увеличение экспрессии интегринов, белка p63, а также ядерного антигена пролиферирующих клеток (PCNA). Полученные результаты свидетельствуют о повышении пролиферативного потенциала базальных кератиноцитов после использования трипептида меди. H.R. Choi et al. (2012) были получены аналогичные результаты. Кроме того, исследователи отмечали изменение морфологии базальных клеток: они приобретали более кубоидную форму, что также, по заключению авторов, свидетельствует об усилении стволового потенциала изучаемых клеток.
Бактерицидный эффект
Длительное пребывание нейтрофилов в активном состоянии на фоне инфицирования/обсеменения ран различными патогенами приводит к синтезу цитолитических ферментовФерменты — это белки, которые ускоряют химические реакции в организме. Они обеспечивают протекание метаболических процессов, таких как переваривание пищи, выделение энергии, образование клеток и многие другие. и свободных радикалов кислорода, избыточной выработке провоспалительных цитокинов. Присутствующие метаболиты и токсины провоцируют развитие тканевой гипоксии, отмечается снижение количества фибробластов и синтеза коллагена, нарушается реэпителизация. Кроме того, микроорганизмы используют для своей жизнедеятельности питательные вещества и кислород, необходимые для правильного протекания процессов регенерации. Таким образом, сохранение асептических условий в ране служит важным условием для нормального заживления, особенно при хронических раневых процессах [2]. В работе И.В. Бабушкиной и соавт. (2010) показано, что препараты на основе наночастиц меди обладают выраженной антибактериальной активностью в отношении клинически значимых штаммов Staphylococcus aureus.
Нормализация процессов заживления ран и тканевой регенерации
В исследованиях, проведенных A. Simeon et al. (1999), показано, что комплекс GHK-Cu увеличивал количество молекул – предшественниц MMP-2 в раневом отделяемом за счет увеличения их синтеза фибробластами. При той же концентрации GHK-Cu стимулирует синтез коллагена и гликозаминогликанов культивированными человеческими фибробластами. Таким образом, можно говорить о том, что GHK-Cu одновременно усиливает процессы синтеза и ремоделирования экстрацеллюлярного матрикса. По результатам исследования был сделан вывод, согласно которому комплекс GHK-Cu служит ключевым компонентом, стимулирующим синтез предшественника MMP-2. Стоит отметить, что при регенерации кожи MMP-2 обнаруживается в соединительной ткани, а MMP-9 – в мигрирующих кератиноцитах и влияние этих двух металлопротеиназ считается критически важным для нормального заживления ран. Несколько противоречивым может показаться тот факт, что при добавлении к культуре фибробластов GHK-Cu одновременно повышался синтез предшественников MMP-2 и ее ингибиторов – TIMP-1 и TIMP-2.
Однако, формируя ковалентные связи с молекулами металлопротеиназ, TIMP модулируют их протеолитическую активность, таким образом регулируя процесс ремоделирования тканей. Еще одним свойством TIMP-1 и TIMP-2 является их способность работать как фактор роста для некоторых клеток. В частности, TIMP-2 стимулирует пролиферацию фибробластов посредством повышения активности протеинкиназы А.
Влияние трипептида меди GHK-Cu на процессы кожной регенерации
За более чем сорокалетнюю историю изучения GHK-Cu было проведено множество исследований с использованием экспериментальных моделей, в которых изучалось влияние комплекса на процессы регенерации. Стоит отметить, что в подавляющем большинстве исследований GHK-Cu оказывал выраженный положительный эффект на процесс заживления различных раневых поверхностей. Так, в исследовании S.O. Canapp et al. (2003) показано, что топическое применение трипептида меди значительно ускоряло закрытие раневого дефекта у подопытных крыс при сравнении с группой плацебо и с группой, в которой использовалась гидроксипропил-метилцеллюлоза (лекарственная основа).
I.T. Cangul et al. (2006) сравнивали влияние GHK-Cu и оксида цинка на заживление открытых ран у кроликов: было показано, что в группе GHK-Cu уже к 7-му дню формировалась полноценная грануляционная ткань, в то время как в группе оксида цинка и в контрольной группе она только начинала формироваться. Также к 7-му дню площадь ран в группе трипептида была значительно меньше, чем в группе оксида цинка и контрольной, однако к 21-му дню достоверной разницы между группами GHK-Cu и оксида цинка не отмечалось [31]. В работе А.А. Курцевой (2008) оценивалось влияние трипептида GHK и составляющих его аминокислотАминокислоты являются основными строительными блоками белков и играют ключевую роль в биологических процессах. Всего существует 22 стандартные аминокислоты, которые используются для синтеза белков в живых организмах. на репаративные процессы у крыс. Было установлено, что трипептид ускоряет заживление ран. Данные результаты подтверждались увеличением коэффициента относительного ранозаживления в 1,8 раза по сравнению с контрольной группой. Максимальный эффект развивался к 6–10-м суткам, что отражалось еще большим повышением коэффициента относительного ранозаживления – в 2,7 раза.
Клинические исследования с использованием препаратов на основе GHK-Cu немногочисленны, а их результаты противоречивы. Сравнивали эффективность GHK-Cu (0,4%-ный крем) и сульфадиазина серебра (1%-ный крем) с плацебо у 86 пациентов с хроническими венозными язвами. К концу 4-й недели наблюдалось значительное уменьшение размеров язв у пациентов группы сульфадиазина серебра по сравнению с группами трипептида и плацебо, а между последними двумя группами статистически значимых различий не было [33]. Однако в 1994 г. G.D. Mulder et al. провели рандомизированное мультицентровое слепое плацебо-контролируемое исследование, в котором оценивали эффективность и безопасность 2%-ного геля с GHK-Cu при лечении нейропатических язв у больных сахарным диабетом после проведения хирургической обработки. Были получены следующие результаты: в группе пациентов, использовавших гель с GHK-Cu, закрытие язвенных дефектов происходило в 3 раза быстрее, чем в группе, получавшей стандартное лечение, и в группе плацебо. Кроме того, авторы отмечали, что частота инфекционных осложнений была заметно ниже в группе трипептида меди.
Комплекс GHK-Cu обладает широким спектром биологических эффектов, благодаря которым он может применяться в различных областях медицины, где требуется улучшение/ускорение процессов регенерации, в т.ч. для заживления кожных ран. GHK-Cu показал высокий профиль безопасности и эффективности при проведении исследований in vitro и в экспериментальных моделях in vivo. В то же время на сегодняшний день отсутствует убедительная доказательная база по использованию данного вещества в клинической практике, а результаты имеющихся немногочисленных клинических исследований противоречивы, в связи с чем представляется целесообразным проведение новых исследований по оценке реальной эффективности GHK-Cu в практической медицине.
