Neuroprotekcyjne właściwości tauryny

Abstract

Tauryna jest jednym z najobficiej występujących niekanonicznych aminokwasów siarkowych w organizmie człowieka, której ilość w trakcie starzenia się organizmu ulega drastycznemu obniżeniu. Najwyższe stężenia tauryny występują w siatkówce, leukocytach, sercu, mięśniach szkieletowych i mózgu. Ostatnie badania naukowe przeprowadzone m.in. na myszach i małpach wykazały, że jej suplementacja zwiększa długość życia i poprawia stan zdrowia badanych zwierząt. Na poziomie komórkowym tauryna jest zaangażowana w szereg procesów biochemicznych takich jak osmoregulacja, modulacja poziomu wapnia czy stabilizacja błon komórkowych. Ponadto, wykazuje aktywność antyoksydacyjną, antyapoptotyczną, przeciwzapalną oraz działa modulująco na centralny układ nerwowy. Powyższe dane wskazują, iż tauryna jest niezbędna do zapewnienia prawidłowej homeostazy fizjologicznej organizmu. Wraz z rozwojem cywilizacyjnym obserwuje się wzrost częstości chorób neurodegeneracyjnych, w których kluczową rolę odgrywają procesy związane z nieprawidłowym funkcjonowaniem mitochondriów, stresem oksydacyjnym, rozwojem stanu zapalnego, nadmierną aktywacją jonotropowych i metabotropowych receptorów glutaminianu i apoptozą neuronów. Wyniki badań in vitro oraz in vivo wskazują, że tauryna działa hamująco na wyżej wymienione procesy, jak również wykazuje charakter neuroprotekcyjny. Antyoksydacyjne działanie tauryny związane jest głównie z neutralizacją kwasu podchlorawego, silnego utleniacza wytwarzanego przez neutrofile w miejscu rozwoju stanu zapalnego. Utworzona N-chlorotauryna hamuje stres oksydacyjny z równoczesną inhibicją procesu uwalniania prozapalnych cytokin (np. TNF-α, IL-1β, IL-6), tlenku azotu (NO) i prostaglandyny E2. Ponadto, związek ten stymuluje ekspresję enzymów antyoksydacyjnych (np. peroksyredoksyny 1, tioredoksyny-1, hemooksygenazy-1, peroksydazy glutationowej, katalazy). W obrębie tkanki nerwowej przeciwzapalne i przeciwutleniające działanie tauryny manifestuje się obniżeniem ekspresji IL-1α, IL-1β, TNF-α, IFN-γ, IL-6 czy GM-CSF, stymulacją aktywności enzymów antyoksydacyjnych (peroksydazy-, reduktazy- i S-transferazy glutationowej, dysmutazy ponadtlenkowej) oraz wzrostem stężenia zredukowanego glutationu. Ponadto, tauryna jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania mitochondriów. Jej niedobór blokuje syntezę zmodyfikowanego tauryną leucynowego tRNA (τm5U-tRNALeu), co skutkuje zahamowaniem syntezy oksydoreduktazy NADH-ubichinon, nieprawidłowym funkcjonowaniem powstałego kompleksu i łańcucha oddechowego oraz wzrostem stresu oksydacyjnego. Stres siateczki śródplazmatycznej (ER) jest charakterystyczną cechą chorób neurodegeneracyjnych i może prowadzić do apoptozy neuronów. Niedobór tauryny nasila akumulację nieprawidłowo sfałdowanych białek komórkowych oraz indukuje stres ER. Suplementacja tauryny zmniejsza neuronalny stres ER w wyniku inhibicji szlaków sygnałowych zależnych od białek ATF6 i IRE-1. Ponadto, tauryna hamuje apoptozę komórek nerwowych dzięki zwiększeniu ekspresji Bcl-2, obniżeniu ekspresji p53, CHOP i Bax i zmniejszeniu aktywności kaspazy-3. Warto podkreślić, iż w ośrodkowym układzie nerwowym tauryna pełni również rolę neuroprzekaźnika o działaniu tonizującym. Ta aktywność jest skutkiem oddziaływania tauryny z receptorami kwasu γ-aminomasłowego (GABAA) i glicyny (GlyR), co powoduje zwiększony napływ jonów chlorkowych do neuronów, hiperpolaryzację błony komórkowej i w konsekwencji hamowanie neurotransmisji glutaminergicznej i ekscytotoksyczności kwasu glutaminowego. Na podstawie obecnych badań można przypuszczać, iż neuroprotekcyjna aktywność tauryny związana jest z jej plejotropowym działaniem wynikającym głównie z osłabienia apoptozy, stresu oksydacyjnego, stresu ER, jak również z jej właściwościami tonizującymi nadpobudliwość neuronalną.