- CAS №: 89030-95-5
- Молекулярная формула: C14H21CuN6O4
- Молекулярная масса: 400,91 г/моль
- Последовательность: (Cu2+ )H-Glu-His-Lys-OH
- Внешний вид: Синий лиофилизированный порошок
- Восстановление: Требуется
- Хранение: После восстановления хранить при температуре 2°C — 8°C
- Cинонимы: Copper peptide, GHK Copper, Prezatide, Презатид, трипептид, трипептид меди, ghk cu, ghk, пептид меди
Общие сведения о трипептиде GHK-CU
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 гепатоцитов. Оказалось, что при воздействии плазмы крови молодых людей гепатоциты начинают синтезировать белки 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 комплекс 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 гликопротеин, 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: аффинитет GHK к ионам меди Cu2+ гораздо выше, чем у аналогичных пептидов, и практически эквивалентен аффинитету молекулы альбумина. 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 vivo комплекс GHK-Cu способен накапливаться в ней в концентрации, потенциально эффективной для лечения воспалительных заболеваний не только кожи, но и внутренних органов.
Биологические эффекты комплекса GHK-Cu
Увеличение количества коллагена, гликозаминогликанов и декорина
Гликозаминогликаны, протеогликаны, коллаген 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 vitro значительно усиливает синтез коллагена, гликозаминогликанов и декорина, при этом не влияет на синтез биглюкана. Кроме того, под воздействием комплекса in vivo отмечено изменение соотношения гликозаминогликанов в сторону увеличения синтеза хондроитин 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 и роста нервных волокон
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 кератиноцитов 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 клетки. 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.
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 и Бактерицидный эффект
Влияние GHK-Cu на базальные кератиноциты: 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.
Длительное пребывание нейтрофилов в активном состоянии на фоне инфицирования/обсеменения ран различными патогенами приводит к синтезу цитолитических ферментов 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 аминокислот 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.
Использование трипептида меди GHK-Cu в клинической практике
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.
