Gyógyító fémkomplexek (1.)

Inzulin helyett vanádium?


Az inzulint Banting és Best fedezte fel, ezt megelőzően a cukorbaj okozta halandóság igen nagy volt. Az inzulin alkalmazásával a cukorbaj kezelhetővé vált, ám a kezelésnek megvannak a hátrányai és kellemetlenségei, s bizonyos esetekben inzulinrezisztencia is kialakulhat. Ezért a kutatók arra törekednek, hogy más, alternatív kezelési módot is találjanak. Az utóbbi években a vanádiumvegyületek kerültek az érdeklődés középpontjába, mivel közülük némelyiknek az inzulinhoz hasonló hatását figyelték meg.

Az inzulin olyan jelzőhormon, amely alapvető fontossággal bír a zsír- és a szénhidrát-anyagcserében; a hasnyálmirigy választja el válaszul a vér megemelkedett cukor- (glükóz-) szintjére. Elősegíti a máj és a belek, a zsírsejtek és az izmok glükózfelvételét; ez a szervezet energiafelhasználásának fontos lépése. A glükóz felvételét a vanádiumvegyületek is elősegítik, de ezek az inzulin egyéb hatásait – például azt, hogy gátolja a máj glükóztermelését – nem mutatják egyértelműen.

Bioaktív vegyületek
Ha inzulinhiányos a szervezet, a vér glükózszintje megemelkedik; ez a cukorbaj egyik jellemző tünete. A glükóz felvételét és anyagcseréjét az egészséges szervezet-ben sejten belüli reakciók sora indítja be. A felszabaduló inzulin először a sejtmembránok inzulinreceptor-helyeihez kötődik. Ennek következtében úgynevezett foszforilációs és defoszforilációs reakciók indulnak be. Ezek közül néhányat a vanadátion is tud szabályozni.
A szervezetbe szájon át bejuttatott inzulin – amely 51 aminosavból álló polipeptid, azaz fehérje – nem fejt ki biológiai hatást. A vanádiumvegyületek azonban ily módon is adagolhatók, és ezáltal az injekcióval a szervezetbe juttatandó inzulin mennyisége csökkenthető.
A vanadátion (VO^3-₄) az inzulin hatásai közül sokat helyettesít: segíti a glükóz szállítását a zsír- és az izomszövetekbe, növeli a glükózanyagcserét, aktiválja a glikogén-szintézist és gátolja a trigliceridek zsírsavakká történő lebomlását. A vanadátion az inzulin úgynevezett másodlagos hatásait is „utánozza”: segíti a kalciumionok beáramlását a sejtekbe, gátolja a Ca²⁺– –Mg²⁺–ATPáz enzim működését és elő-segíti a káliumionok felvételét.A vanadátterápia hatékonyságát az 1. ábrán mutatjuk be. Cukorbeteg patkányok vére 100 milliliterenként 490 milligramm cukrot tartalmazott. Ezeknek az állatoknak olyan ivóvizet adtak, amely milliliterenként 0,2 milligramm nátrium-vanadátot tartalmazott. Vérük glükózszintje néhány nap alatt a normálishoz közeli értékre csökkent. Ez a szint mindaddig fennmaradt, amíg az állatok a vanadáttartalmú ivóvizet kapták.
Bebizonyosodott, hogy a cukorbeteg állatok vanadátos kezelése helyreállítja azon máj- és izomenzimek aktivitását, amelyek a glükolízisben (a glükóz lebontásában), a lipolízisben (a zsírok lebontásában) és a glikogénszintézisben vesznek részt. Jobb hatást értek el, amikor vanádium(V)-vegyületek (vanadátok) helyett vanádium(IV)- vegyületeket alkalmaztak a kezelésben. Kiderült ugyanis, hogy a sejtekbe jutó vanadátion vanádium(IV)-gyé (VO²⁺) redukálódik, és valójában ez utóbbi a bioaktív vanádiumforma. Még jobb eredményre jutottak vanádiumkomplexek alkalmazásával. Legújabban vanádiumdiperoxo-vegyületekkel is végeznek kísérleteket.

Biomimetikus gyógyszer a láthatáron
Annak, hogy a fémkomplexeket biomimetikus (az élő szervezetben lejátszódó folyamatokat „utánzó”)gyógyszerként alkalmazhassuk, az a feltétele, hogy passzív diffúzóval keresztülhatoljanak a sejtmembránon. Ehhez pedig kis molekulatömeg, semleges kémhatás, közepes termodinamikai stabilitás és közepes kinetikai labilitás szükséges. De maradjunk a vanádiumnál!
A vanádium az inzulinszabályozás legfontosabb helyeihez (a májba, a zsírszövetekbe, a vázizmokba) csak akkor juthat el, ha a vegyület lassan bomlik le. Az eddigi kutatások arra az eredményre vezettek, hogy inzulinutánzó szerként a vanádiumvegyületek három csoportja jöhet számításba: szervetlen vanádiumvegyületek, diperoxovanadátok (ezek vanadátok és hidrogénperoxid reakciójával állíthatók elő) és vanádium(IV)-komplexek.
A szervetlen vanádiumvegyületekről már volt szó. A diperoxovanadátok ugyan hatásosak, mégsem jöhetnek komolyan számításba a cukorbaj kezelésében, mert gyorsan lebomlanak. A vanádiumkomplexek közül az igen alaposan vizsgált vanádium(IV)-komplexszel [a bisz(maltolato)-oxovanádium(IV)-gyel] értek el figyelemre méltó eredményeket (2. ábra). (A vanádiumhoz kapcsolódó szerves molekula, a maltol, sok országban élelmiszeradalék.)
Az inzulinszabályozás egyre több részletére derül fény, s egyre részletesebben ismerjük a vanádiumfelvétel és a vanádiumanyagcsere mechanizmusát. Ennek ered-ményeként remélhetjük, hogy hamarosan hatásos inzulinhelyettesítő vanádiumkomplexeket állítanak elő. A vanádium nem növeli meg az inzulinkiválasztás mértékét, a cukorbaj kezelésében az inzulint helyettesítve vesz részt, s az anyagcseréjükhöz inzulint igénylő szövetekben – a májban, a vázizomzatban és a zsírszövetekben – fejtik majd ki hatásukat.

Kőrös Endre
akadémikus
(Eötvös Loránd Tudományegyetem)
(Következik: Fertőzések, fekélyek ellen)