Toxins and Hemostasis: From Bench to Bedside

گردش خون برای بقای مهره داران، از جمله انسان، حیاتی است. به طور عمده، نقش مهمی در حمل مواد مغذی و اکسیژن غذا به هر بافت و اندام و در حذف تمام مواد زائد و دی اکسید کربن دارد. هر گونه عدم تعادل در سیستم هموستاتیک و قلبی عروقی می تواند منجر به مرگ و ناتوانی شدید شود. تعدادی از حیوانات مکانیسم هایی را برای هدف قرار دادن این سیستم ها و سوء استفاده از آسیب پذیری ایجاد کرده اند. در برخی گونه ها (مثلاً مارها) از چنین مکانیسم هایی برای بی حرکت کردن و کشتن قربانی/شکار استفاده می شود، در حالی که در برخی دیگر (مثلاً حشرات مانند شیرابه، پشه و کنه) از آنها برای تأمین مداوم ذخایر استفاده می شود. خون این مکانیسم ها شامل، اما نه محدود به، اقدامات پیش انعقاد و ضد انعقاد است که بر روی آبشار انعقادی و تجمع پلاکتی، و همچنین تغییر پاسخ های گشادکننده عروق تاثیر می گذارد. در تمام این حیوانات مختلف، این مکانیسم‌ها در طی میلیون‌ها سال به کمال تکامل یافته‌اند تا بقای آنها را پشتیبانی کند. در 3 تا 4 دهه گذشته، با توجه به تلاش دانشمندان از زمینه های مختلف از جمله زیست شناسی، شیمی پروتئین، زیست شناسی مولکولی، فارماکولوژی، هماتولوژی و زیست شناسی ساختاری، پیشرفت های قابل توجهی در درک روابط ساختار-عملکرد و همچنین مکانیسم عمل انجام شده است. در تعدادی از عوامل برون زا که بر انعقاد خون، تجمع پلاکت ها و اتساع عروق حیوانات مختلف تأثیر می گذارد، ساخته شده است. این عوامل برونزا کمک قابل توجهی به توسعه ابزارهای تحقیقاتی و همچنین ارائه عوامل درمانی جدید کرده است. با افزایش میانگین سنی جمعیت همراه با تغییر در سبک زندگی در سال های اخیر، افزایش قابل توجهی در اختلالات قلبی عروقی و خونی مشاهده شده است. بنابراین دانشمندان در هر دو مؤسسه دانشگاهی و همچنین صنعت داروسازی در حال توسعه عوامل درمانی بهتر برای بهبود کیفیت زندگی هستند. این انگیزه منجر به جستجوی عوامل جدید از منابع مختلف شده است که با فرآیندهای قلبی عروقی و خونی تداخل دارند. اگرچه در نگاه اول به نظر می رسد که عوامل برون زا به عنوان "شرور" عمل می کنند، چندین داروی نجات دهنده بر اساس این عوامل ساخته شده اند. چنین داروها یا سرنخ‌های دارویی شامل آنزیم‌های مبدل آنژیوتانسین (کاپتوپریل و انالاپریل)، مسدودکننده گیرنده‌های پلاکتی (اپتی‌فیباتید و تیروفیبان)، یا هضم پلاگ‌های ترومبوتیک (آلفیمپراز و فعال‌کننده پلاسمینوژن خفاش) هستند. چندین داستان موفقیت جدید و هیجان انگیز در حال حاضر در حال آشکار شدن است. در این کتاب، مطالعات اخیر بر روی برخی از عوامل برون زا که نقش تعیین کننده ای در اختلالات قلبی عروقی و خونی ایفا می کنند، به منظور تثبیت تلاش ها در این حوزه تحقیقاتی و جذب محققان جدید و با استعداد، بررسی شده است. 25 تا 30 فصل مروری، که هر کدام توسط متخصصان رشته خود نوشته شده است، که در اینجا گردآوری شده اند، به عوامل برون زا مؤثر بر تجمع پلاکتی، پروتئین های ضد انعقاد و پیش انعقاد، پروتئین های فیبرینولیتیک و عوامل کاهش فشار خون اختصاص داده شده است (برای جزئیات، به مطالب کتاب مراجعه کنید). این کتاب برای کمک به ایجاد آگاهی و اشتیاق بالا در زمینه عوامل برونزا در نظر گرفته شده است. من معتقدم که این کتاب انگیزه بیشتری برای جستجوی پروتئین‌های جدید بر اساس عوامل برون‌زای طبیعی ایجاد می‌کند. این اولین کتابی است که در 25 سال گذشته به طور گسترده به عوامل برون زا می پردازد. این کتاب یک مرجع آماده به رویکردهای مختلف مورد استفاده برای حل مسائل پیچیده در شیمی پروتئین و فارماکولوژی عوامل برون زا ارائه می دهد. این کتاب درک ما را از روابط ساختار-عملکرد و مکانیسم‌های عمل عوامل برون‌زا به‌روزرسانی می‌کند و بینش‌های بزرگی را در مورد مسیرهای آینده برای حل چالش‌های باقی‌مانده ارائه می‌دهد.

Circulation of blood is vital for the survival of vertebrates, including man. Mainly, it plays an important role in carrying food nutrients and oxygen to every tissue and organ and in removing all waste products and carbon dioxide. Any imbalance in the hemostatic and cardiovascular systems can lead to death and severe debility. A number of animals have developed mechanisms to target these systems and exploit the vulnerability. In some species (for example, snakes), such mechanisms are used to immobilize and kill the victim/prey, whereas in others (for example, insects, such as leaches, mosquitoes and ticks), they are used to provide a continuous supply of blood. These mechanisms include, but are not limited to, procoagulant and anticoagulant actions that affect the coagulation cascade and platelet aggregation, as well as altering vasodilatory responses. In all these various animals, these mechanisms have evolved to perfection over millions of years to support their survival. In last 3-4 decades, due to the efforts of scientists from various backgrounds including biology, protein chemistry, molecular biology, pharmacology, hematology, and structural biology, significant progress in understanding the structure-function relationships, as well as the mechanism of action have been made in a number of exogenous factors that affect blood coagulation, platelet aggregation and vasodilation from various animals. These exogenous factors have contributed significantly to the development of research tools as well as providing new therapeutic agents. With the increase average age of the population coupled with changes in life style in recent years, there has been a significant increase in cardiovascular and hematological disorders. Thus scientists in both academic institutions as well as the pharmaceutical industry are developing better therapeutic agents to improve the quality of life. This impetus has lead to the search for novel agents from various sources that interfere with cardiovascular and hematalogical processes. Although at first glance exogenous factors appear to function as ‘villains’, several life-saving drugs have been developed based upon these factors. Such drugs or drug leads include those that inhibit the angiotensin converting enzymes (Captopril and Enalapril), that block platelet receptors (Eptifibatide and Tirofiban), or that digest thrombotic plugs (Alfimeprase and bat plasminogen activator) to name a few. Several new and exciting success stories are currently unfolding. In this book, recent studies on some of the exogenous factors that play crucial roles in cardiovascular and hematological disorders are reviewed in order to consolidate the efforts in this area of research and to recruit new, talented researchers. The 25-30 review chapters, each written by experts in their field, compiled herein are devoted to exogenous factors affecting platelet aggregation, anticoagulant and procoagulant proteins, fibrinolytic proteins and hypotensive agents (For details see, Contents of the Book). This book is intended to help to create elevated awareness and enthusiasm in the field of exogenous factors. I believe that this book will provide greater impetus to the search for novel proteins based on naturally occurring exogenous factors. This will be the first book dealing extensively with exogenous factors in the last 25 years. The book will provide a ready reference to the different approaches used to solve complex problems in protein chemistry and pharmacology of exogenous factors. The book will update our understanding of the structure-function relationships and mechanisms of action of exogenous factors and provide great insights into future directions for solving the remaining challenges.