Predstavitev
Prostaglandini so molekule naravnega izvora, ki jih telo običajno proizvaja.
Podrobno so to derivati večkrat nenasičenih maščobnih kislin, ki se sintetizirajo v mnogih telesnih telesih in pokrivajo različne funkcije v njem.
Kljub temu, da je vpleten v številne fiziološke procese, je najbolj znana vloga prostaglandinov najverjetneje tista, ki jo imajo pri vnetnih procesih .
Intuicija obstoja prostaglandinov sega v trideseta leta prejšnjega stoletja, ko so bile izvedene študije o človeški semenski tekočini. Opis prvega prostaglandina pa se je pojavil že dolgo v zgodnjih šestdesetih letih. Od tega trenutka so se raziskave na tem področju intenzivirale, odkrile so se številne druge prostaglandine in opredelile njihove vloge v organizmu.
Poleg tega so bili nekateri prostaglandini ustvarjeni analogi in derivati, ki se uporabljajo na terapevtskem področju za zdravljenje različnih stanj (npr. Indukcija poroda, zdravljenje erektilne disfunkcije itd.).
Kaj so?
Kaj so prostaglandini?
Prostaglandini so molekule, ki jih telo proizvaja naravno vpleteno v številne fiziološke in nefiziološke funkcije (vnetne procese). Podrobno so to proizvodi, ki izvirajo iz polinenasičenih maščobnih kislin in spadajo v skupino eikozanoidov (skupaj s lipoksini, tromboksani in levkotrieni).
Prostaglandine proizvajajo različne celice in vsaka lahko proizvaja prostaglandine različnih sort in količin.
nomenklatura
Opis nomenklature in splošne kemijske strukture prostaglandinov
Obstaja veliko vrst prostaglandinov, ki jih proizvaja trenutno znano telo. Označeni so s kratico " PG " (ProstaGlandine), ki ji sledi velika črka od A do I: PGA, PGB, PGC, PGD, PGE, PGF, PGG, PGH in ZGO.
Ali ste vedeli, da ...
- Prostaglandini I - torej ZGO - so bolj znani kot " prostacikline ". Pogosto jih obravnavamo kot skupino eikozanoidov.
- Prostaglandini iz skupine G in H ( PGG in PGH ) pa se po drugi strani štejeta za vmesne produkte pri sintezi drugih prostaglandinov . Poleg tega lahko glede na encim, ki deluje na njih, PGH povzročijo poleg drugih prostaglandinov A, B, C, D, E in F tudi prostacikline (ZGO) in tromboksane (TX).
Splošna kemijska struktura naravnih prostaglandinov je prikazana na spodnji sliki; kot je razvidno, je značilna prisotnost ciklopentanskega obroča ; medtem ko je hidroksilna skupina običajno vezana na ogljik 15 (C-15).
Različne serije (A, B, C, D, E, F, G, H in I) prostaglandinov se med seboj razlikujejo po vrsti in stereokemiji substituentov, ki so prisotni na položajih 9 in 11 . Na primer: prostaglandini iz serije E (PGE) imajo karbonilno skupino v položaju 9 in hidroksilno skupino vezano na ogljik 11; prostaglandini iz F serij imajo hidroksilne skupine, vezane na ogljike v položaju 9 in na položaju 11; prostaglandini iz serije D pa imajo na drugi strani hidroksilno skupino, vezano na ogljik 9 in karbonilno skupino v položaju 11; itd
Prostaglandini iz serije G in H ( PGG in PGH ) namesto tega - za katere ne pozabimo, da so vmesni produkti za sintezo drugih prostaglandinov - so cikloendoperoksidi .
Kemijska struktura prostaglandinov in dvojnih vezi
Pri naravnih prostaglandinih je vedno prisotna dvojna vez med ogljikom 13 (C-13) in ogljikom 14 (C-14). Vendar je odvisno od polinenasičene maščobne kisline, iz katere izvirajo PG, možno, da obstaja prisotnost nadaljnjih dvojnih vezi. Natančneje:
- Prostaglandini z dvojno vezjo (prisotno med C-13 in C-14) izhajajo iz 8, 11, 14-eikosatrienoične kisline .
- Prostaglandini z dvema dvojnima vezema (ena med C-13 in C-14 in eno med C-5 in C-6) izhajajo iz arahidonske kisline (ali 5, 8, 11, 14-eikosatetraenske kisline).
- Prostaglandini s tremi dvojnimi vezmi (ena med C-13 in C-14; ena med C-5 in C-6 in pred enim C-17 in C-18) izhajajo iz kisline 5, 8, 11, 14, 17 -eicosapentaenoico (EPA).
Dvojne vezi, prisotne v prostaglandinu, so označene s številko poleg črke, ki predstavlja serijo; na primer: PGE1 označuje prostaglandin serije E z dvojno vezjo; PGE2 označuje prostaglandin serije E z dvema dvojnima vezema; PGE3 označuje prostaglandin serije E s tremi dvojnimi vezmi.
Cis in trans izomerija
Zaključimo namige o nomenklaturi prostaglandinov, pri čemer spomnimo, da prisotnost grške črke poleg števila vezi, ki so prisotne v strukturi prostaglandina, kaže na položaj možne hidroksilne skupine, vezane na C-9 (ogljik 9) glede na možno vezavo hidroksilne skupine do C-11 (ogljik 11).
Podrobneje, hidroksilna skupina, vezana na C-9, je lahko v cis položaju - v tem primeru bo označena z grško črko α - ali v trans položaju - v tem primeru bo prikazana grška črka β - na vezani hidroksilni skupini. na C-11.
Na primer: PGF2a označuje prostaglandin, ki spada v serijo F, z dvema dvojnima vezema (ki izhajajo iz arahidonske kisline), ki ima hidroksilno skupino vezano na ogljik 9 v cis položaju glede na hidroksilno skupino 11 ogljikove zlitine.
Povzetek
Kako se proizvajajo prostaglandini?
Prostaglandini se sintetizirajo iz polinenasičenih maščobnih kislin, navedenih v prejšnjem odstavku. Kot je omenjeno, odvisno od maščobne kisline, iz katere se začne sinteza, imajo lahko nastali prostaglandini v svoji kemijski strukturi eno, dve ali tri dvojne vezi.
Pri ljudeh imajo prostaglandini, ki izvirajo iz arahidonske kisline (torej prostaglandini z dvema dvojnima lesoma v svoji strukturi) prevladujočo biološko vlogo.
Zato bomo preučili proces sinteze prostaglandinov, ki se začne z arahidonsko kislino, ki bo zaradi poenostavitve povzeta v naslednjih glavnih točkah:
- Arachidonska kislina se nahaja znotraj fosfolipidnih membran v esterificirani obliki. Z delovanjem fosfolipaze A2 iz esterificirane oblike dobimo pravo arahidonsko kislino.
- Tako sproščena arahidonska kislina lahko opravi različne sintetične poti:
- Ciklooksigenazna pot (ali ciklična pot), ki vodi do sinteze prostaglandinov in tromboksanov;
- Lipoksigenazna pot (ali linearna pot), ki vodi do sinteze levkotrienov.
- Z delovanjem encima ciklooksigenaze (COX) dobimo ciklični endoperoksid PGG2 (prostaglandin G2) iz arahidonske kisline in nato s peroksidaznim delovanjem ciklični endoperoksid PGH2 (prostaglandin H2).
- Iz PGH2 je mogoče pridobiti:
- Prostaglandin E2 (PGE2) z delovanjem PGE izomeraze.
- Prostaglandin F2α (PGF2α) z delovanjem sintaze prostaglandina-F.
- Prostaglandin D2 (PGD2) z delovanjem druge izomeraze.
- Prostaglandin I2 (PGI2) - bolj znan kot prostaciklin - z delovanjem prostaciklinske sintaze.
- Tromboksan A2 (TXA2) zaradi delovanja tromboksan sintaze.
Poglabljanje: encim cikloksigenaze
Obstajajo tri različne izooblike encima ciklooksigenaze: COX-1, COX-2 in COX-3. Če se izognemo COX-3, katerih funkcije znotraj telesa še niso popolnoma razumljive; COX-1 je konstitutivna izoforma, normalno izražena v celicah in vključena v celično homeostazo, zato je vključena v fiziološke procese; nasprotno, COX-2 je inducibilna izoforma, ki se aktivira v prisotnosti poškodbe tkiva in vodi do sinteze pro-vnetnih prostaglandinov .
funkcije
Katere funkcije delajo prostaglandini?
Prostaglandini so vpleteni v izvajanje različnih fizioloških funkcij, saj so vpleteni v patološke procese (vnetje).
V fizioloških pogojih, torej v odsotnosti vnetnih stanj, prostaglandini opravljajo številne pomembne funkcije za telo:
- Vpleteni so v regulacijo vazodilatacije (PGE2 in PGI2) in vazokonstrikcije (PGF2a);
- Vpleteni so v regulacijo agregacije trombocitov (PGI2 ga zavira);
- Regulirajo bronhodilatacijo (PGE2) in bronhokonstrikcijo (PGF2α);
- Imajo citoprotektivno delovanje proti sluznici prebavil;
- Vpleteni so v vzdrževanje ledvične funkcije ;
- Pri ženskah spodbujajo krčenje maternice (PGE2 in PGF2α) in delujejo na rumeno telo, ki uravnava nastajanje progesterona (PGE2 poveča proizvodnjo, PGF2α ga zavira).
Kot lahko vidimo, prostaglandini opravljajo različne dejavnosti, včasih nasproti drugam, vendar omogočajo ohranjanje homeostaze v telesu.
Vloga prostaglandinov pri vnetju
Prostaglandini niso vključeni samo v homeostatske funkcije telesa, temveč tudi pri vnetnih procesih. Dejansko so v podobnih situacijah pro-vnetni prostaglandini, ki izhajajo iz delovanja COX-2 na arahidonsko kislino:
- Izzvati vazodilatacijo s povečanjem vaskularne prepustnosti;
- Spodbujanje videza edema ;
- Prag bolečine se zmanjša s preobčutljivostjo nociceptorjev (receptorjev bolečine) na vnetne mediatorje (prostaglandini v resnici niso edine molekule, ki sodelujejo pri tako imenovanem vnetnem odgovoru);
- Prednost imajo povečanje telesne temperature (to povečanje pa regulirajo tudi drugi ne-prostaglandinski dejavniki).
Delovanje nesteroidnih protivnetnih zdravil
Vloga prostaglandinov pri vnetju je seveda zelo pomembna. Zato ni presenetljivo, da glavna in najpogostejša zdravila za preprečevanje vnetnih procesov - NSAID, nesteroidna protivnetna zdravila - vplivajo na sintezo teh eikozanoidov.
Podrobneje, ta zdravila inhibirajo aktivnost encima ciklooksigenaze : neselektivni NSAIDs lahko inhibirajo tako izooblike COX-1 in COX-2; medtem ko so selektivni NSAID - bolj znani kot "oksikam" (npr. piroksikam) - selektivno zavirajo induktivno izoformo COX-2. Zahvaljujoč tej selektivnosti bi oksikami morali zmanjšati stranske učinke, značilne za neselektivne NSAID, ki jih je mogoče pripisati ravno inhibiciji konstitutivne izooblike COX-1.
Terapevtske aplikacije
Terapevtske uporabe prostaglandinov
Naravni prostaglandini kot tudi njihovi analogi in sintetični derivati najdejo različne aplikacije tudi na terapevtskem področju . Zavedajoč se vloge, ki jo pokrivajo različni prostaglandini v telesu, je bilo mogoče izdelati zdravila na osnovi naravnih prostaglandinov ali njihovih analogov, ki so uporabna za zdravljenje različnih stanj ali bolezni. Spodaj je nekaj primerov.
misoprostol
Misoprostol je sintetični analog prostaglandina E1. Je učinkovina, ki je del sestave zdravil, ki se uporabljajo za:
- Izvajajte citoprotektivno delovanje na sluznico prebavil, da zdravite ali preprečujete poškodbe, ki jih povzroči uporaba nesteroidnih protivnetnih zdravil.
- Pri ženskah z neugodnim materničnim vratom, v katerem je indicirana indukcija rojstva, izzovete delo od 36. tedna nosečnosti.
- Terapevtski splav in farmakološki splav.
sulprostona
Sulprostone je sintetični analog prostaglandina E2, ki se uporablja za:
- Vzrok za porod v primeru intrauterine smrti ploda;
- Izzvati splav ob prisotnosti indikacij za mater ali plod;
- Porodno krvavitev zdravite zaradi pomanjkanja mišičnega tonusa maternice.
gemeprosta
Gemeprost je sintetični analog prostaglandina E1, ki je vključen v sestavo zdravil, navedenih za:
- Vzrok za porod v primeru intrauterine smrti ploda;
- Kadar je mogoče in indicirano, izzovete farmakološki splav ali terapevtski splav.
Dinoprostone
Dinoproston je naravni prostaglandin E2. Predstavlja aktivno sestavino zdravil, ki se uporabljajo za:
- Vzrok za porod je pred koncem nosečnosti, če obstajajo pogoji, za katere je primerno predvideti rojstvo otroka;
- Indukcija poroda pri nosečnosti po izteku mandata;
- Indukcija poroda pri fetalni endouterini smrti.
alprostadil
Alprostadil je sintetični analog prostaglandina E1, ki se uporablja:
- Pri odraslih za preprečevanje erektilne disfunkcije.
- Pri dojenčkih s prirojenimi srčnimi okvarami naj bi ductus arteriosus odprli, dokler ne prejmejo kirurškega zdravljenja, ki je potrebno za odpravo zgoraj omenjenih okvar.
Latanoprost in Travoprost
Latanoprost in travoprost sta analogi prostaglandina F2α, ki sta vključena v sestavo zdravil za zmanjšanje povišanega intraokularnega tlaka pri bolnikih z glavkomom odprtega kota in bolnikih z očesno hipertenzijo (vključno z otroki).
Prosimo, upoštevajte
Seveda se lahko zdravila, ki temeljijo na naravnih prostaglandinih, njihovih derivatih ali sintetičnih analogih, uporabljajo samo, če jih je predpisal zdravnik in samo pod strogim nadzorom tega zdravstvenega osebja.
