wprowadzenie
Prostaglandyny to cząsteczki pochodzenia naturalnego, zwykle wytwarzane przez organizm.
Szczegółowo, są to pochodne wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, które są syntetyzowane w wielu tkankach ciała i obejmują różne funkcje w nim zawarte.
Najbardziej znana rola prostaglandyn, mimo że bierze udział w wielu procesach fizjologicznych, najprawdopodobniej odgrywa rolę w procesach zapalnych .
Intuicja istnienia prostaglandyn sięga lat 30. XX wieku po badaniach przeprowadzonych na ludzkim płynie nasiennym. Jednak opis pierwszej prostaglandyny pojawił się długo później, na początku lat sześćdziesiątych. Od tego momentu badania w tym obszarze nasiliły się, odkryto wiele innych prostaglandyn i określono ich rolę w organizmie.
Ponadto, niektóre prostaglandyny zostały stworzone jako analogi i pochodne, które są stosowane w dziedzinie terapeutycznej do leczenia różnych stanów (na przykład indukcja porodu, leczenie zaburzeń erekcji itp.).
Co to jest?
Czym są prostaglandyny?
Prostaglandyny są cząsteczkami naturalnie wytwarzanymi przez organizm, zaangażowanymi w liczne funkcje fizjologiczne i niefizjologiczne (procesy zapalne). W szczegółach są to produkty pochodzące z wielonienasyconych kwasów tłuszczowych i należących do grupy eikozanoidów (razem z lipoksynami, tromboksanami i leukotrienami).
Prostaglandyny są wytwarzane przez różne komórki i każda z nich może wytwarzać prostaglandyny o różnych odmianach i ilościach.
nomenklatura
Zarys nomenklatury i ogólnej struktury chemicznej prostaglandyn
Obecnie znanych jest wiele rodzajów prostaglandyn wytwarzanych przez organizm. Są one oznaczone skrótem „ PG ” (ProstaGlandine), po którym następuje wielka litera od A do I: PGA, PGB, PGC, PGD, PGE, PGF, PGG, PGH i PGI.
Czy wiesz, że ...
- Prostaglandyny I - a zatem ChOG - są lepiej znane jako „ prostacykliny ”. Często są uważane za grupę eikozanoidów.
- Z drugiej strony prostaglandyny serii G i H ( PGG i PGH ) są uważane za półprodukty w syntezie innych prostaglandyn . Ponadto, zgodnie z enzymem, który na nie działa, PGH mogą powodować - oprócz innych prostaglandyn A, B, C, D, E i F - prostacykliny (PGI) i tromboksany (TX).
Ogólna struktura chemiczna naturalnych prostaglandyn jest przedstawiona na poniższym rysunku; jak widać, charakteryzuje się obecnością pierścienia cyklopentanicznego ; podczas gdy grupa hydroksylowa jest zazwyczaj związana z węglem 15 (C-15).
Różne serie (A, B, C, D, E, F, G, H i I) prostaglandyn różnią się między sobą rodzajem i stereochemią podstawników obecnych w pozycjach 9 i 11 . Na przykład: prostaglandyny serii E (PGE) mają grupę karbonylową w pozycji 9 i grupę hydroksylową związaną z węglem 11; prostaglandyny serii F mają grupy hydroksylowe związane z atomami węgla zarówno w pozycji 9, jak iw pozycji 11; prostaglandyny z serii D, z drugiej strony, mają grupę hydroksylową związaną z węglem 9 i grupą karbonylową w pozycji 11; itd.
Zamiast tego prostaglandyny z serii G i H ( PGG i PGH ) - o których pamiętamy, że są pośrednie w syntezie innych prostaglandyn - to cyklo-endoperoksydy .
Struktura chemiczna prostaglandyn i wiązań podwójnych
W naturalnych prostaglandynach zawsze występuje podwójne wiązanie między węglem 13 (C-13) a węglem 14 (C-14). Jednakże, w zależności od wielonienasyconego kwasu tłuszczowego, z którego pochodzą PG, możliwe jest występowanie dalszych podwójnych wiązań. Dokładniej:
- Prostaglandyny mające podwójne wiązanie (obecne między C-13 i C-14) pochodzą z kwasu 8, 11, 14-eikozatrienowego .
- Prostaglandyny mające dwa wiązania podwójne (jedno między C-13 i C-14 i jedno między C-5 i C-6) pochodzą z kwasu arachidonowego (lub kwasu 5, 8, 11, 14-eikozatetraenowego).
- Prostaglandyny mające trzy podwójne wiązania (jedno między C-13 i C-14; jedno między C-5 a C-6 i jedno przed C-17 i C-18) pochodzą z kwasu 5, 8, 11, 14, 17 -eicosapentaenoico (EPA).
Podwójne wiązania obecne w prostaglandynie są oznaczone liczbą obok litery reprezentującej serię; na przykład: PGE1 wskazuje prostaglandynę z serii E z podwójnym wiązaniem; PGE2 wskazuje prostaglandynę z serii E z dwoma podwójnymi wiązaniami; PGE3 wskazuje prostaglandynę z serii E z trzema podwójnymi wiązaniami.
Izomeria cis i trans
Podsumowujemy wskazówki dotyczące nazewnictwa prostaglandyn pamiętając, że obecność greckiej litery obok liczby wiązań obecnych w strukturze prostaglandyn wskazuje pozycję możliwej grupy hydroksylowej związanej z C-9 (węgiel 9) w odniesieniu do możliwej grupy hydroksylowej związanej do C-11 (węgiel 11).
Bardziej szczegółowo, grupa hydroksylowa związana z C-9 może znajdować się w pozycji cis - w tym przypadku będzie oznaczona grecką literą α - lub w pozycji trans - w tym przypadku zostanie wskazana grecka litera β - na związanej grupie hydroksylowej do C-11.
Na przykład: PGF2α wskazuje prostaglandynę należącą do serii F z dwoma wiązaniami podwójnymi (a zatem pochodzącymi z kwasu arachidonowego) mającą grupę hydroksylową związaną z węglem 9 w pozycji cis względem grupy hydroksylowej stopu węgla 11.
streszczenie
Jak wytwarzane są prostaglandyny?
Prostaglandyny są syntetyzowane z wielonienasyconych kwasów tłuszczowych wymienionych w poprzednim akapicie. Jak wspomniano, w zależności od kwasu tłuszczowego, z którego rozpoczyna się synteza, powstałe prostaglandyny mogą mieć jedno, dwa lub trzy podwójne wiązania w obrębie ich struktury chemicznej.
U ludzi prostaglandyny pochodzące z kwasu arachidonowego (stąd prostaglandyny mające dwa podwójne lasy w swojej strukturze) odgrywają dominującą rolę biologiczną.
Z tego powodu rozważymy proces syntezy prostaglandyn wychodząc z kwasu arachidonowego, który dla uproszczenia zostanie podsumowany w następujących głównych punktach:
- Kwas arachidonowy znajduje się w błonach fosfolipidowych w postaci zestryfikowanej. Dzięki działaniu fosfolipazy A2 z postaci zestryfikowanej otrzymuje się prawdziwy kwas arachidonowy.
- Tak uwolniony kwas arachidonowy może przyjmować różne drogi syntezy:
- Szlak cyklooksygenazy (lub szlak cykliczny) prowadzący do syntezy prostaglandyn i tromboksanów;
- Szlak lipooksygenazy (lub liniowy szlak) prowadzący do syntezy leukotrienów.
- Dzięki działaniu enzymu cyklooksygenazy (COX) cykliczny endoperoksyd PGG2 (prostaglandyna G2) otrzymuje się z kwasu arachidonowego, a następnie z działaniem peroksydazy, cykliczny endoperoksyd PGH2 (prostaglandyna H2).
- Z PGH2 można uzyskać:
- Prostaglandyna E2 (PGE2) przez działanie izomerazy PGE.
- Prostaglandyna F2α (PGF2α) przez działanie syntazy prostaglandyny-F.
- Prostaglandyna D2 (PGD2) przez działanie innej izomerazy.
- Prostaglandyna I2 (PGI2) - lepiej znana jako prostacyklina - dzięki działaniu syntazy prostacykliny.
- Tromboksan A2 (TXA2) ze względu na działanie syntazy tromboksanu.
Pogłębianie: enzym cyklooksygenazy
Istnieją trzy różne izoformy enzymu cyklooksygenazy: COX-1, COX-2 i COX-3. Pomijając COX-3, którego funkcje wewnątrz ciała nie wydają się jeszcze w pełni zrozumiałe; COX-1 jest konstytutywną izoformą normalnie wyrażaną w komórkach i zaangażowaną w homeostazę komórkową, a zatem zaangażowaną w procesy fizjologiczne; przeciwnie, COX-2 jest indukowalną izoformą, która jest aktywowana w obecności uszkodzenia tkanki i prowadzi do syntezy prozapalnych prostaglandyn .
funkcje
Jakie funkcje wykonują Prostaglandins?
Prostaglandyny odgrywają rolę w pełnieniu różnych funkcji fizjologicznych, ponieważ biorą udział w procesach patologicznych (stan zapalny).
W warunkach fizjologicznych, dlatego przy braku stanów zapalnych prostaglandyny pełnią wiele ważnych funkcji dla organizmu:
- Są one zaangażowane w regulację rozszerzenia naczyń (PGE2 i PGI2) i zwężenia naczyń (PGF2α);
- Są one zaangażowane w regulację agregacji płytek (PGI2 je hamuje);
- Regulują rozszerzanie oskrzeli (PGE2) i zwężenie oskrzeli (PGF2α);
- Wywierają działanie cytoprotekcyjne na błonę śluzową przewodu pokarmowego;
- Są one zaangażowane w utrzymanie funkcji nerek ;
- U kobiet stymulują skurcze macicy (PGE2 i PGF2α) i działają na ciałko żółte regulujące produkcję progesteronu (PGE2 zwiększa produkcję, PGF2α hamuje ją).
Jak widać, prostaglandyny wykonują różne czynności, czasami przeciwne do siebie, ale które pozwalają utrzymać homeostazę w organizmie.
Rola prostaglandyn w zapaleniu
Prostaglandyny są nie tylko zaangażowane w funkcje homeostatyczne organizmu, ale także odgrywają rolę w procesach zapalnych. Rzeczywiście, w podobnych sytuacjach prozapalne prostaglandyny pochodzące z działania COX-2 na kwas arachidonowy:
- Wywołać rozszerzenie naczyń przez zwiększenie przepuszczalności naczyń;
- Promuj wygląd obrzęku ;
- Próg bólu zmniejsza się poprzez uwrażliwienie nocyceptorów (receptorów bólowych) na mediatory zapalne (prostaglandyny, w rzeczywistości, nie są jedynymi cząsteczkami uczestniczącymi w tak zwanej odpowiedzi zapalnej);
- Sprzyjają wzrostowi temperatury ciała (wzrost ten jest jednak również regulowany przez inne czynniki nieprostaglandynowe).
Działanie niesteroidowych leków przeciwzapalnych
Oczywiście rola prostaglandyn w zapaleniu ma ogromne znaczenie. Dlatego nie jest zaskakujące, że główne i najpowszechniejsze leki stosowane do przeciwdziałania procesom zapalnym - NLPZ, niesteroidowe leki przeciwzapalne - zakłócają syntezę tych eikozanoidów.
Szczegółowo, leki te hamują aktywność enzymu cyklooksygenazy : nieselektywne NLPZ są zdolne do hamowania zarówno izoform COX-1, jak i COX-2; podczas gdy selektywne NLPZ - lepiej znane jako „oksykam” (na przykład piroksykam) - selektywnie hamują indukowalną izoformę COX-2. Dzięki tej selektywności oksykamy powinny zmniejszać skutki uboczne typowe dla nieselektywnych NLPZ, które można przypisać właśnie hamowaniu konstytutywnej izoformy COX-1.
Zastosowania terapeutyczne
Zastosowania terapeutyczne prostaglandyn
Naturalne prostaglandyny, jak również ich analogi i syntetyczne pochodne, znajdują różne zastosowania również w dziedzinie terapeutycznej . W rzeczywistości, znając rolę, jaką odgrywają różne prostaglandyny w organizmie, możliwe było wytwarzanie leków opartych na naturalnych prostaglandynach lub ich analogach przydatnych w leczeniu różnych stanów lub chorób. Poniżej kilka przykładów.
mizoprostol
Misoprostol jest syntetycznym analogiem prostaglandyny E1. Jest to składnik aktywny, który jest częścią składu leków stosowanych do:
- Ćwicz działanie cytoprotekcyjne na błonę śluzową przewodu pokarmowego w celu leczenia lub zapobiegania jej urazom spowodowanym przez stosowanie niesteroidowych leków przeciwzapalnych.
- Należy wywołać poród od 36 tygodnia ciąży u kobiet z niekorzystną szyjką macicy, w których wskazana jest indukcja porodu.
- Aborcja terapeutyczna i aborcja farmakologiczna.
sulproston
Sulprostone jest syntetycznym analogiem prostaglandyny E2, który jest stosowany do:
- Wywołaj poród w przypadku wewnątrzmacicznej śmierci płodu;
- Wywołać aborcję w obecności wskazań matczynych lub płodowych;
- Leczyć krwotok poporodowy z powodu braku napięcia mięśni macicy.
gemeprost
Gemeprost jest syntetycznym analogiem prostaglandyny E1 zawartej w składzie leków wskazanych dla:
- Wywołaj poród w przypadku wewnątrzmacicznej śmierci płodu;
- W miarę możliwości i wskazań wywołać aborcję farmakologiczną lub aborcję terapeutyczną.
dinoproston
Dinoproston jest naturalną prostaglandyną E2. Reprezentuje aktywny składnik leków stosowanych do:
- Wywołaj poród przed końcem ciąży, gdy istnieją warunki, w których należy przewidzieć narodziny dziecka;
- Indukcja porodu w ciąży po terminie;
- Indukcja porodu w śmierci płodu endouterine.
alprostadil
Alprostadil jest syntetycznym analogiem prostaglandyny E1, która jest stosowana:
- U dorosłych przeciwdziałać zaburzeniom erekcji.
- U niemowląt z wrodzonymi wadami serca, aby utrzymać przewód tętniczy otwarty, dopóki nie otrzymają leczenia chirurgicznego koniecznego do rozwiązania wyżej wymienionych wad.
Latanoprost i trawoprost
Latanoprost i trawoprost są analogami prostaglandyny F2α, które są zawarte w składzie leków stosowanych w celu zmniejszenia podwyższonego ciśnienia wewnątrzgałkowego u pacjentów z jaskrą z otwartym kątem przesączania iu pacjentów z nadciśnieniem ocznym (w tym dzieci).
Uwaga
Naturalnie, leki oparte na naturalnych prostaglandynach, ich pochodnych lub syntetycznych analogach mogą być stosowane tylko wtedy, gdy zostały przepisane przez lekarza i tylko pod ścisłym nadzorem tego lekarza.
